線程切換

成都創(chuàng)新互聯(lián)公司是創(chuàng)新、創(chuàng)意、研發(fā)型一體的綜合型網(wǎng)站建設(shè)公司，自成立以來公司不斷探索創(chuàng)新，始終堅(jiān)持為客戶提供滿意周到的服務(wù)，在本地打下了良好的口碑，在過去的10多年時(shí)間我們累計(jì)服務(wù)了上千家以及全國(guó)政企客戶，如成都?jí)w彩繪等企業(yè)單位，完善的項(xiàng)目管理流程，嚴(yán)格把控項(xiàng)目進(jìn)度與質(zhì)量監(jiān)控加上過硬的技術(shù)實(shí)力獲得客戶的一致稱揚(yáng)。

條件對(duì)象能讓一個(gè)線程 A 停下來，等待其他線程 B ，線程 B 滿足了某個(gè)條件后通知（notify）線程 A 繼續(xù)運(yùn)行。線程首先獲取一個(gè)條件變量鎖，如果條件不足，則該線程等待（wait）并釋放條件變量鎖，如果滿足就執(zhí)行線程，也可以通知其他狀態(tài)為 wait 的線程。其他處于 wait 狀態(tài)的線程接到通知后會(huì)重新判斷條件。

無論是多進(jìn)程還是多線程，只要數(shù)量一多，效率肯定上不去，為什么呢？

我們打個(gè)比方，假設(shè)你不幸正在準(zhǔn)備中考，每天晚上需要做語文、數(shù)學(xué)、英語、物理、化學(xué)這5科的作業(yè)，每項(xiàng)作業(yè)耗時(shí)1小時(shí)。

如果你先花1小時(shí)做語文作業(yè)，做完了，再花1小時(shí)做數(shù)學(xué)作業(yè)，這樣，依次全部做完，一共花5小時(shí)，這種方式稱為單任務(wù)模型，或者批處理任務(wù)模型。

假設(shè)你打算切換到多任務(wù)模型，可以先做1分鐘語文，再切換到數(shù)學(xué)作業(yè)，做1分鐘，再切換到英語，以此類推，只要切換速度足夠快，這種方式就和單核CPU執(zhí)行多任務(wù)是一樣的了，以幼兒園小朋友的眼光來看，你就正在同時(shí)寫5科作業(yè)。

但是，切換作業(yè)是有代價(jià)的，比如從語文切到數(shù)學(xué)，要先收拾桌子上的語文書本、鋼筆（這叫保存現(xiàn)場(chǎng)），然后，打開數(shù)學(xué)課本、找出圓規(guī)直尺（這叫準(zhǔn)備新環(huán)境），才能開始做數(shù)學(xué)作業(yè)。操作系統(tǒng)在切換進(jìn)程或者線程時(shí)也是一樣的，它需要先保存當(dāng)前執(zhí)行的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境（CPU寄存器狀態(tài)、內(nèi)存頁等），然后，把新任務(wù)的執(zhí)行環(huán)境準(zhǔn)備好（恢復(fù)上次的寄存器狀態(tài)，切換內(nèi)存頁等），才能開始執(zhí)行。這個(gè)切換過程雖然很快，但是也需要耗費(fèi)時(shí)間。如果有幾千個(gè)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行，操作系統(tǒng)可能就主要忙著切換任務(wù)，根本沒有多少時(shí)間去執(zhí)行任務(wù)了，這種情況最常見的就是硬盤狂響，點(diǎn)窗口無反應(yīng)，系統(tǒng)處于假死狀態(tài)。

所以，多任務(wù)一旦多到一個(gè)限度，就會(huì)消耗掉系統(tǒng)所有的資源，結(jié)果效率急劇下降，所有任務(wù)都做不好。

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下面為一個(gè)有趣的例子

import threading
class Boy(threading.Thread):
    def __init__(self, cond, name):
        super(Boy, self).__init__()
        self.cond = cond
        self.name = name
    def run(self):
        self.cond.acquire()
        print(self.name + ": 嫁給我吧??？")
        self.cond.notify()  # 喚醒一個(gè)掛起的線程，讓hanmeimei表態(tài)
        self.cond.wait()  # 釋放內(nèi)部所占用的瑣，同時(shí)線程被掛起，直至接收到通知被喚醒或超時(shí)，等待hanmeimei回答
        print(self.name + ": 我單下跪，送上戒指！")
        self.cond.notify()
        self.cond.wait()
        print(self.name + ": Li太太，你的選擇太明治了。")
        self.cond.release()
class Girl(threading.Thread):
    def __init__(self, cond, name):
        super(Girl, self).__init__()
        self.cond = cond
        self.name = name
    def run(self):
        self.cond.acquire()
        self.cond.wait()  # 等待Lilei求婚
        print(self.name + ": 沒有情調(diào)，不夠浪漫，不答應(yīng)")
        self.cond.notify()
        self.cond.wait()
        print(self.name + ": 好吧，答應(yīng)你了")
        self.cond.notify()
        self.cond.release()
cond = threading.Condition()
boy = Boy(cond, "LiLei")
girl = Girl(cond, "HanMeiMei")
girl.start()
boy.start()

運(yùn)行結(jié)果如下：

LiLei: 嫁給我吧?。?HanMeiMei: 沒有情調(diào)，不夠浪漫，不答應(yīng)
LiLei: 我單下跪，送上戒指！
HanMeiMei: 好吧，答應(yīng)你了
LiLei: Li太太，你的選擇太明治了。

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