关于Python多线程使用方法浅谈

r囧r小猫 2024-03-24 19:24 44阅读 0赞

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本文主要介绍了Python中的多线程实例，一个CPU，将时间切成一片一片的，CPU轮转着去处理一件一件的事情，到了规定的时间片就处理下一件事情，更多的相关内容需要的小伙伴可以参考下面文章详细

Python中使用线程有两种方式：函数或者用类来包装线程对象。

函数式：调用 \_thread 模块中的start\_new\_thread()函数来产生新线程。

参数说明:

*  function - 线程函数。
 *  args - 传递给线程函数的参数,他必须是个tuple类型。
 *  kwargs - 可选参数。

实例：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 </td> 
 <td> <code>import</code> <code>_thread</code> <code>import</code> <code>time</code> <code># 为线程定义一个函数</code> <code>def</code> <code>print_time( threadName, delay):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>count </code><code>=</code> <code>0</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>while</code> <code>count &lt; </code><code>5</code><code>:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>time.sleep(delay)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>count </code><code>+</code><code>=</code> <code>1</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>print</code> <code>(</code><code>"%s: %s"</code> <code>%</code> <code>( threadName, time.ctime(time.time()) ))</code> <code># 创建两个线程</code> <code>try</code><code>:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>_thread.start_new_thread( print_time, (</code><code>"Thread-1"</code><code>, </code><code>2</code><code>, ) )</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>_thread.start_new_thread( print_time, (</code><code>"Thread-2"</code><code>, </code><code>4</code><code>, ) )</code> <code>except</code><code>:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>print</code> <code>(</code><code>"Error: 无法启动线程"</code><code>)</code> <code>while</code> <code>1</code><code>:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>pass</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 二、线程模块 ###

Python3 通过两个标准库 \_thread 和 threading 提供对线程的支持。

\_thread 提供了低级别的、原始的线程以及一个简单的锁，它相比于 threading 模块的功能还是比较有限的。

threading 模块除了包含 \_thread 模块中的所有方法外，还提供的其他方法：

*  threading.currentThread(): 返回当前的线程变量。
 *  threading.enumerate(): 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前，不包括启动前和终止后的线程。
 *  threading.activeCount(): 返回正在运行的线程数量，与len(threading.enumerate())有相同的结果。

除了使用方法外，线程模块同样提供了Thread类来处理线程，Thread类提供了以下方法:

*  run(): 用以表示线程活动的方法。
 *  start():启动线程活动。
 *  join(\[time\]): 等待至线程中止。这阻塞调用线程直至线程的join() 方法被调用中止-正常退出或者抛出未处理的异常-或者是可选的超时发生。
 *  isAlive(): 返回线程是否活动的。
 *  getName(): 返回线程名。
 *  setName(): 设置线程名。

### 三、使用 threading 模块创建线程 ###

可以通过直接从 threading.Thread 继承创建一个新的子类，并实例化后调用 start() 方法启动新线程，即它调用了线程的 run() 方法：

### 四、线程同步 ###

如果多个线程共同对某个数据修改，则可能出现不可预料的结果，为了保证数据的正确性，需要对多个线程进行同步。

使用 Thread 对象的 Lock 和 Rlock 可以实现简单的线程同步，这两个对象都有 acquire 方法和 release 方法，对于那些需要每次只允许一个线程操作的数据，可以将其操作放到 acquire 和 release 方法之间。

如下：

注意： 多线程的优势在于可以同时运行多个任务（至少感觉起来是这样）。但是当线程需要共享数据时，可能存在数据不同步的问题。

考虑这样一种情况：一个列表里所有元素都是0，线程"set"从后向前把所有元素改成1，而线程"print"负责从前往后读取列表并打印。 那么，可能线程"set"开始改的时候，线程"print"便来打印列表了，输出就成了一半0一半1，这就是数据的不同步。为了避免这种情况，引入了锁的概念。 锁有两种状态——锁定和未锁定。每当一个线程比如"set"要访问共享数据时，必须先获得锁定；如果已经有别的线程比如"print"获得锁定了，那么就让线程"set"暂停，也就是同步阻塞；等到线程"print"访问完毕，释放锁以后，再让线程"set"继续。 经过这样的处理，打印列表时要么全部输出0，要么全部输出1，不会再出现一半0一半1的尴尬场面。

实例：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 </td> 
 <td> <code>import</code> <code>threading</code> <code>import</code> <code>time</code> <code>class</code> <code>myThread (threading.Thread):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>def</code> <code>__init__(</code><code>self</code><code>, threadID, name, counter):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>threading.Thread.__init__(</code><code>self</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>self</code><code>.threadID </code><code>=</code> <code>threadID</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>self</code><code>.name </code><code>=</code> <code>name</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>self</code><code>.counter </code><code>=</code> <code>counter</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>def</code> <code>run(</code><code>self</code><code>):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>print</code> <code>(</code><code>"开启线程： "</code> <code>+</code> <code>self</code><code>.name)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code># 获取锁，用于线程同步</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>threadLock.acquire()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>print_time(</code><code>self</code><code>.name, </code><code>self</code><code>.counter, </code><code>3</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code># 释放锁，开启下一个线程</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>threadLock.release()</code> <code>def</code> <code>print_time(threadName, delay, counter):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>while</code> <code>counter:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>time.sleep(delay)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>print</code> <code>(</code><code>"%s: %s"</code> <code>%</code> <code>(threadName, time.ctime(time.time())))</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>counter </code><code>-</code><code>=</code> <code>1</code> <code>threadLock </code><code>=</code> <code>threading.Lock()</code> <code>threads </code><code>=</code> <code>[]</code> <code># 创建新线程</code> <code>thread1 </code><code>=</code> <code>myThread(</code><code>1</code><code>, </code><code>"Thread-1"</code><code>, </code><code>1</code><code>)</code> <code>thread2 </code><code>=</code> <code>myThread(</code><code>2</code><code>, </code><code>"Thread-2"</code><code>, </code><code>2</code><code>)</code> <code># 开启新线程</code> <code>thread1.start()</code> <code>thread2.start()</code> <code># 添加线程到线程列表</code> <code>threads.append(thread1)</code> <code>threads.append(thread2)</code> <code># 等待所有线程完成</code> <code>for</code> <code>t </code><code>in</code> <code>threads:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>t.join()</code> <code>print</code> <code>(</code><code>"退出主线程"</code><code>)</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 五、线程优先级队列（ Queue） ###

#### 1、queue队列 ####

(1.python3中的队列模块是queue，不是Queue

(2.一般涉及到同步，多线程之类用到队列模块

(3.定义了 queue.Queue 类，以及继承它的 queue.LifoQueue 类 和 queue.PriorityQueue 类 和 queue.SimpleQueue 类

(4.分别对应队列类（FIFO先进先出），LIFO后进先出队列类，优先队列，无边界FIFO简单队列类

(5.还有两个异常：队满和队空

#### 2、队列queue公共方法 ####

#### 3、其他 ####

(1.LifoQueue： LIFO后进先出

(2.PriorityQueue：优先级队列，如果数据元素不具有可比性，则可将数据包装在忽略数据项的类中，仅比较优先级编号

(3.SimpleQueue:简单队列，无跟踪任务的功能

### 六、Queue详细参数和用法实例 ###

Queue 模块中的常用方法:

*  Queue.qsize() 返回队列的大小
 *  Queue.empty() 如果队列为空，返回True,反之False
 *  Queue.full() 如果队列满了，返回True,反之False
 *  Queue.full 与 maxsize 大小对应
 *  Queue.get(\[block\[, timeout\]\])获取队列，timeout等待时间
 *  Queue.get\_nowait() 相当Queue.get(False)
 *  Queue.put(item) 写入队列，timeout等待时间
 *  Queue.put\_nowait(item) 相当Queue.put(item, False)
 *  Queue.task\_done() 在完成一项工作之后，Queue.task\_done()函数向任务已经完成的队列发送一个信号
 *  Queue.join() 实际上意味着等到队列为空，再执行别的操作

实例：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 </td> 
 <td> <code>import</code> <code>queue</code> <code>import</code> <code>threading</code> <code>import</code> <code>time</code> <code>exitFlag </code><code>=</code> <code>0</code> <code>class</code> <code>myThread (threading.Thread):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>def</code> <code>__init__(</code><code>self</code><code>, threadID, name, q):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>threading.Thread.__init__(</code><code>self</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>self</code><code>.threadID </code><code>=</code> <code>threadID</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>self</code><code>.name </code><code>=</code> <code>name</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>self</code><code>.q </code><code>=</code> <code>q</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>def</code> <code>run(</code><code>self</code><code>):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>print</code> <code>(</code><code>"开启线程："</code> <code>+</code> <code>self</code><code>.name)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>process_data(</code><code>self</code><code>.name, </code><code>self</code><code>.q)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>print</code> <code>(</code><code>"退出线程："</code> <code>+</code> <code>self</code><code>.name)</code> <code>def</code> <code>process_data(threadName, q):</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>while</code> <code>not</code> <code>exitFlag:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>queueLock.acquire()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>if</code> <code>not</code> <code>workQueue.empty():</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>data </code><code>=</code> <code>q.get()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>queueLock.release()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>print</code> <code>(</code><code>"%s processing %s"</code> <code>%</code> <code>(threadName, data))</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>else</code><code>:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>queueLock.release()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>time.sleep(</code><code>1</code><code>)</code> <code>threadList </code><code>=</code> <code>[</code><code>"Thread-1"</code><code>, </code><code>"Thread-2"</code><code>, </code><code>"Thread-3"</code><code>]</code> <code>nameList </code><code>=</code> <code>[</code><code>"One"</code><code>, </code><code>"Two"</code><code>, </code><code>"Three"</code><code>, </code><code>"Four"</code><code>, </code><code>"Five"</code><code>]</code> <code>queueLock </code><code>=</code> <code>threading.Lock()</code> <code>workQueue </code><code>=</code> <code>queue.Queue(</code><code>10</code><code>)</code> <code>threads </code><code>=</code> <code>[]</code> <code>threadID </code><code>=</code> <code>1</code> <code># 创建新线程</code> <code>for</code> <code>tName </code><code>in</code> <code>threadList:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>thread </code><code>=</code> <code>myThread(threadID, tName, workQueue)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>thread.start()</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>threads.append(thread)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>threadID </code><code>+</code><code>=</code> <code>1</code> <code># 填充队列</code> <code>queueLock.acquire()</code> <code>for</code> <code>word </code><code>in</code> <code>nameList:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>workQueue.put(word)</code> <code>queueLock.release()</code> <code># 等待队列清空</code> <code>while</code> <code>not</code> <code>workQueue.empty():</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>pass</code> <code># 通知线程是时候退出</code> <code>exitFlag </code><code>=</code> <code>1</code> <code># 等待所有线程完成</code> <code>for</code> <code>t </code><code>in</code> <code>threads:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>t.join()</code> <code>print</code> <code>(</code><code>"退出主线程"</code><code>)</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

到此这篇关于Python多线程使用方法详细讲解的文章就介绍到这了,希望可以帮到你！

转自：[微点阅读][Link 1] [https://www.weidianyuedu.com][Link 1]

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