Compartición de Datos

from multiprocessing import Process, Lock, Manager

def modificar_contador(contador, candado):
    with candado:
        contador['valor'] -= 1

if __name__ == '__main__':
    with Manager() as administrador:
        candado = Lock()
        contador_compartido = administrador.dict({'valor': 10})
        procesos = []
        
        for i in range(10):
            p = Process(target=modificar_contador, args=(contador_compartido, candado))
            procesos.append(p)
            p.start()
        
        for p in procesos:
            p.join()
        
        print(contador_compartido)

Fundamentos de Hilos y Bloqueo GIL

• Procesos: Aislamiento de datos, unidad mínima de asignación de recursos, utilizan múltiples núcleos, gestionados por el SO, alta sobrecarga en creación/cierre
  • Número típico: no superar el doble de núcleos CPU
  • Uso básico: start() y join()
  • Problemas de seguridad: Lock
  • Comunicación entre procesos (IPC):
    • Colas (seguras), tuberías (inseguras)
    • Herramientas externas
  • Compartición de datos mediante Manager
  • Modelo productor-consumidor
• Hilos: Unidad mínima programable por el SO
  • Comparten datos entre sí
  • Baja sobrecarga en creación/cierre
  • Limitaciones en CPython por GIL

GIL en CPython

• No permite uso de múltiples núcleos para hilos
• Mecanismo de recolección de basura:
  • Conteo de refeerncias + recolección generacional
• Bloqueo de Intérprete Global (GIL) asegura precisión en conteo de referencias
• Restringe ejecución a un único hilo por proceso en CPU
• Optimiza tiempo de operaciones I/O, no cómputo CPU

Alternativas de Intérprete

• PyPy: Mantiene limitaciones de GIL
• JPython: Permite uso de múltiples núcleos

Módulo Threading

• enumerate(): Lista de objetos de hilos activos
• active_count(): Cantidad de hilos activos
• current_thread(): Obtiene hilo actual (ident devuelve ID)

import time
from threading import Thread, current_thread
import os

def tarea(indice):
    print(f'inicio{indice}', current_thread().ident)
    time.sleep(1)
    print(f'fin{indice}')

if __name__ == '__main__':
    hilos = []
    for i in range(10):
        h = Thread(target=tarea, args=(i,))
        h.start()
        print(h.ident, os.getpid())
        hilos.append(h)
    
    for h in hilos:
        h.join()
    
    print('Ejecución completada')

Hilos con Orientación a Objetos

from threading import Thread

class HiloPersonalizado(Thread):
    def __init__(self, param1, param2):
        self.param1 = param1
        self.param2 = param2
        super().__init__()
    
    def run(self):
        print(self.ident, self.param1, self.param2)

h = HiloPersonalizado(1, 2)
h.start()
print(h.ident)

Compartición de Datos entre Hilos

from threading import Thread

valor_global = 100

def reducir():
    global valor_global
    valor_global -= 1

hilos = []
for _ in range(100):
    h = Thread(target=reducir)
    h.start()
    hilos.append(h)

for h in hilos:
    h.join()

print(valor_global)  # Resultado: 0