Python高并发与高性能编程 原理与实践
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作者周宇凡
出版社机械工业出版社
ISBN9787111729396
出版时间2023-06
装帧平装
开本16开
定价89元
货号1202903551
上书时间2024-06-01
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目录
前 言
基础篇
第1章 Python高级编程所涉及的基础概念 2
1.1 Python中的类 2
1.2 Python中的对象 6
1.3 进程与线程 7
1.3.1 进程与线程的区别和联系 7
1.3.2 线程的7种状态 8
1.4 多线程与多进程 9
1.4.1 多线程 9
1.4.2 多进程 9
1.4.3 单线程 10
1.4.4 多线程的优势与不足 10
第2章 Python 3.X版本简析 11
2.1 线程实现方式的改进 11
2.2 线程优先级队列的改进 19
2.3 日志输出模块的性能提升与改进方式 21
2.3.1 传统的日志输出方式与性能分析 22
2.3.2 基于Logging模块的日志输出方式 23
2.3.3 两种方式的对比 24
2.4 GIL的性能提升与改进方式 24
2.4.1 GIL实现线程安全与性能分析 24
2.4.2 Concurrent模块的引入 26
2.4.3 替换GIL实现线程安全与性能分析 28
高并发篇
第3章 Python 高并发与高性能实现的基本原理 32
3.1 并发编程的挑战 32
3.2 高性能编程的挑战 33
3.3 Python高并发实现的基本原理 34
3.3.1 Python线程安全性的实现 35
3.3.2 Python线程同步的实现 38
3.3.3 Python原子性的实现 39
3.4 Python高性能实现的基本原理 42
3.4.1 浅谈CPython虚拟机 42
3.4.2 基于CPython的Python代码执行过程分析 42
3.4.3 基于Cython的Python代码执行性能优化原理 46
3.4.4 基于Pypy的Python代码执行性能优化原理 47
3.5 高并发与高性能之间的关系 48
3.6 Python中对象的创建与状态管理 50
3.6.1 从源码角度剖析Python对象的创建过程 50
3.6.2 Python对象的状态 53
3.7 浅谈Python对象的内存回收机制 54
第4章 Threading模块详解 57
4.1 Threading模块与高并发 57
4.2 Threading模块中常用方法和类的实现原理解析 61
4.3 Python线程的创建与使用 67
4.4 Python线程的销毁 69
第5章 Python协程的实现 71
5.1 Python协程的基本概念 71
5.2 EventLoop的运作原理与实现 73
5.2.1 EventLoop的运作原理 73
5.2.2 Python中EventLoop的实现 74
5.3 深入理解Asyncio库 76
5.4 使用EventLoop和Asyncio库实现Python协程 80
第6章 Python中的线程通信 82
6.1 Python线程阻塞现象及原因分析 82
6.2 为什么会出现Python线程竞争 84
6.3 如何保证Python线程顺序执行 86
6.4 Python中如何实现线程间通信 90
6.4.1 单线程的等待 90
6.4.2 多线程之间的通信 91
6.5 Python线程死锁现象及原因分析 96
第7章 锁机制及其实现原理 98
7.1 Python中如何实现锁 98
7.2 Python中主流的内置锁及其实现原理 100
7.3 Python中GIL与线程锁的区别和联系 107
7.4 Python锁的很好实践—公平锁与非公平锁 108
第8章 线程安全 112
8.1 Python本身保证线程安全吗 112
8.2 实现Python线程安全的传统措施及原理分析 113
第9章 线程优先级 118
9.1 什么是线程优先级 118
9.2 实现高并发不一定要实现线程优先级 119
9.3 Python线程优先级的实现 120
第10章 线程同步与异步 123
10.1 什么是线程同步与异步 123
10.2 线程同步与异步在Python中的实现 126
10.2.1 Python中的线程同步实现 126
10.2.2 Python中的线程异步实现 129
第11章 Python中的原子性 131
11.1 Python中的原子变量与原子性操作 131
11.2 Python中原子变量与原子性操作的实现原理 132
第12章 Python线程池的实现 137
12.1 什么是线程池 137
12.2 Python线程池的实现方式 139
高性能篇
第13章 Python代码性能优化 148
13.1 基础代码优化 148
13.1.1 循环优化 148
13.1.2 数学计算优化 152
13.2 垃圾回收优化 153
13.2.1 降低垃圾回收的频率 154
13.2.2 调整垃圾回收参数 157
第14章 基于Profile的性能优化 159
14.1 Python Profile简介 159
14.2 使用Profile分析Python代码 160
14.3 GUI的引入 163
第15章 基于Python的C拓展组件的性能优化 166
15.1 Python架构模型简介 166
15.2 基于Python的C拓展组件的优化思路 169
15.3 基于Python的C拓展组件对并发线程进行性能优化 172
15.3.1 代码瓶颈的产生 172
15.3.2 代码执行速度的恢复 173
实践篇
第16章 Python代码实践环境的搭建 176
16.1 Python开发利器—PyCharm 176
16.2 基于Django的Python Web应用环境搭建 180
16.2.1 基于命令行创建Django项目 180
16.2.2 基于PyCharm创建Django项目 181
16.3 基于FastAPI的Python Web应用环境搭建 182
……
内容摘要
这是一本深入解读Python并发编程和高性能编程的原理和特性，并指导读者落地实践的专业技术书。本书共分为4篇19章，外加2个附录。基础篇：对Python并发编程和高性能编程所涉概念解读详细解读，对Python3.x系列版本在高并发、高性能方面所做的概念进行简单分析。高并发篇：从原理、主要模块、协程、线程、锁、优先级、同步/异步、原子性和线程池等多个方面对Python实现高并发进行深度解读。高性能篇：从代码优化、profile、Python c扩展这三个方面分析Python实现高性能的原理。实践篇：本篇首先介绍了基础实践环境的搭建方法，然后通过3个常见的高并发、高性能场景对如何在日常工作中实现高性能、高并发编程进行了详细指导。两个附录分别介绍了当下主流两个框架Django和fastAPI的简单使用方法。
主编推荐
以ChatGPT为代表的大模型产品对初级程序开发人员提出了挑战，要想在开发领域站稳脚跟、有发展，必须掌握更高级的技巧和能力。对于Python开发人员来说，高并发、高性能开发无疑是未来必须走的进阶之路。本书可以帮助Python初级码农向高手进阶，帮助所有Python从业者摆脱因ChatGPT等产品带来的职业危机。书中不仅对Python推荐基础知识进行了解读，对所有的Python高级特性进行原理级剖析，还囊括了大量指导实践的内容，可以帮助读者真正实现高并发、高性能编程。
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