Python多線程使用方法詳細(xì)講解
一、簡(jiǎn)介
Python中使用線程有兩種方式:函數(shù)或者用類(lèi)來(lái)包裝線程對(duì)象。
函數(shù)式:調(diào)用 _thread 模塊中的start_new_thread()函數(shù)來(lái)產(chǎn)生新線程。
參數(shù)說(shuō)明:
- function - 線程函數(shù)。
- args - 傳遞給線程函數(shù)的參數(shù),他必須是個(gè)tuple類(lèi)型。
- kwargs - 可選參數(shù)。
實(shí)例:
import _thread import time # 為線程定義一個(gè)函數(shù) def print_time( threadName, delay): count = 0 while count < 5: time.sleep(delay) count += 1 print ("%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) )) # 創(chuàng)建兩個(gè)線程 try: _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1", 2, ) ) _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2", 4, ) ) except: print ("Error: 無(wú)法啟動(dòng)線程") while 1: pass
二、線程模塊
Python3 通過(guò)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) _thread 和 threading 提供對(duì)線程的支持。
_thread 提供了低級(jí)別的、原始的線程以及一個(gè)簡(jiǎn)單的鎖,它相比于 threading 模塊的功能還是比較有限的。
threading 模塊除了包含 _thread 模塊中的所有方法外,還提供的其他方法:
- threading.currentThread(): 返回當(dāng)前的線程變量。
- threading.enumerate(): 返回一個(gè)包含正在運(yùn)行的線程的list。正在運(yùn)行指線程啟動(dòng)后、結(jié)束前,不包括啟動(dòng)前和終止后的線程。
- threading.activeCount(): 返回正在運(yùn)行的線程數(shù)量,與len(threading.enumerate())有相同的結(jié)果。
除了使用方法外,線程模塊同樣提供了Thread類(lèi)來(lái)處理線程,Thread類(lèi)提供了以下方法:
- run(): 用以表示線程活動(dòng)的方法。
- start():啟動(dòng)線程活動(dòng)。
- join([time]): 等待至線程中止。這阻塞調(diào)用線程直至線程的join() 方法被調(diào)用中止-正常退出或者拋出未處理的異常-或者是可選的超時(shí)發(fā)生。
- isAlive(): 返回線程是否活動(dòng)的。
- getName(): 返回線程名。
- setName(): 設(shè)置線程名。
三、使用 threading 模塊創(chuàng)建線程
可以通過(guò)直接從 threading.Thread 繼承創(chuàng)建一個(gè)新的子類(lèi),并實(shí)例化后調(diào)用 start() 方法啟動(dòng)新線程,即它調(diào)用了線程的 run() 方法:
import threading import time exitFlag = 0 class myThread (threading.Thread): def __init__(self, threadID, name, counter): threading.Thread.__init__(self) self.threadID = threadID self.name = name self.counter = counter def run(self): print ("開(kāi)始線程:" + self.name) print_time(self.name, self.counter, 5) print ("退出線程:" + self.name) def print_time(threadName, delay, counter): while counter: if exitFlag: threadName.exit() time.sleep(delay) print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time()))) counter -= 1 # 創(chuàng)建新線程 thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1) thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2) # 開(kāi)啟新線程 thread1.start() thread2.start() thread1.join() thread2.join() print ("退出主線程")
四、線程同步
如果多個(gè)線程共同對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)修改,則可能出現(xiàn)不可預(yù)料的結(jié)果,為了保證數(shù)據(jù)的正確性,需要對(duì)多個(gè)線程進(jìn)行同步。
使用 Thread 對(duì)象的 Lock 和 Rlock 可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的線程同步,這兩個(gè)對(duì)象都有 acquire 方法和 release 方法,對(duì)于那些需要每次只允許一個(gè)線程操作的數(shù)據(jù),可以將其操作放到 acquire 和 release 方法之間。
如下:
注意: 多線程的優(yōu)勢(shì)在于可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)(至少感覺(jué)起來(lái)是這樣)。但是當(dāng)線程需要共享數(shù)據(jù)時(shí),可能存在數(shù)據(jù)不同步的問(wèn)題。
考慮這樣一種情況:一個(gè)列表里所有元素都是0,線程"set"從后向前把所有元素改成1,而線程"print"負(fù)責(zé)從前往后讀取列表并打印。 那么,可能線程"set"開(kāi)始改的時(shí)候,線程"print"便來(lái)打印列表了,輸出就成了一半0一半1,這就是數(shù)據(jù)的不同步。為了避免這種情況,引入了鎖的概念。 鎖有兩種狀態(tài)——鎖定和未鎖定。每當(dāng)一個(gè)線程比如"set"要訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)時(shí),必須先獲得鎖定;如果已經(jīng)有別的線程比如"print"獲得鎖定了,那么就讓線程"set"暫停,也就是同步阻塞;等到線程"print"訪問(wèn)完畢,釋放鎖以后,再讓線程"set"繼續(xù)。 經(jīng)過(guò)這樣的處理,打印列表時(shí)要么全部輸出0,要么全部輸出1,不會(huì)再出現(xiàn)一半0一半1的尷尬場(chǎng)面。
實(shí)例:
import threading import time class myThread (threading.Thread): def __init__(self, threadID, name, counter): threading.Thread.__init__(self) self.threadID = threadID self.name = name self.counter = counter def run(self): print ("開(kāi)啟線程: " + self.name) # 獲取鎖,用于線程同步 threadLock.acquire() print_time(self.name, self.counter, 3) # 釋放鎖,開(kāi)啟下一個(gè)線程 threadLock.release() def print_time(threadName, delay, counter): while counter: time.sleep(delay) print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time()))) counter -= 1 threadLock = threading.Lock() threads = [] # 創(chuàng)建新線程 thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1) thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2) # 開(kāi)啟新線程 thread1.start() thread2.start() # 添加線程到線程列表 threads.append(thread1) threads.append(thread2) # 等待所有線程完成 for t in threads: t.join() print ("退出主線程")
五、線程優(yōu)先級(jí)隊(duì)列( Queue)
1、queue隊(duì)列
(1.python3中的隊(duì)列模塊是queue,不是Queue
(2.一般涉及到同步,多線程之類(lèi)用到隊(duì)列模塊
(3.定義了 queue.Queue 類(lèi),以及繼承它的 queue.LifoQueue 類(lèi) 和 queue.PriorityQueue 類(lèi) 和 queue.SimpleQueue 類(lèi)
(4.分別對(duì)應(yīng)隊(duì)列類(lèi)(FIFO先進(jìn)先出),LIFO后進(jìn)先出隊(duì)列類(lèi),優(yōu)先隊(duì)列,無(wú)邊界FIFO簡(jiǎn)單隊(duì)列類(lèi)
(5.還有兩個(gè)異常:隊(duì)滿和隊(duì)空
2、隊(duì)列queue公共方法
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3、其他
(1.LifoQueue: LIFO后進(jìn)先出
(2.PriorityQueue:優(yōu)先級(jí)隊(duì)列,如果數(shù)據(jù)元素不具有可比性,則可將數(shù)據(jù)包裝在忽略數(shù)據(jù)項(xiàng)的類(lèi)中,僅比較優(yōu)先級(jí)編號(hào)
(3.SimpleQueue:簡(jiǎn)單隊(duì)列,無(wú)跟蹤任務(wù)的功能
六、Queue詳細(xì)參數(shù)和用法實(shí)例
Queue 模塊中的常用方法:
- Queue.qsize() 返回隊(duì)列的大小
- Queue.empty() 如果隊(duì)列為空,返回True,反之False
- Queue.full() 如果隊(duì)列滿了,返回True,反之False
- Queue.full 與 maxsize 大小對(duì)應(yīng)
- Queue.get([block[, timeout]])獲取隊(duì)列,timeout等待時(shí)間
- Queue.get_nowait() 相當(dāng)Queue.get(False)
- Queue.put(item) 寫(xiě)入隊(duì)列,timeout等待時(shí)間
- Queue.put_nowait(item) 相當(dāng)Queue.put(item, False)
- Queue.task_done() 在完成一項(xiàng)工作之后,Queue.task_done()函數(shù)向任務(wù)已經(jīng)完成的隊(duì)列發(fā)送一個(gè)信號(hào)
- Queue.join() 實(shí)際上意味著等到隊(duì)列為空,再執(zhí)行別的操作
實(shí)例:
import queue import threading import time exitFlag = 0 class myThread (threading.Thread): def __init__(self, threadID, name, q): threading.Thread.__init__(self) self.threadID = threadID self.name = name self.q = q def run(self): print ("開(kāi)啟線程:" + self.name) process_data(self.name, self.q) print ("退出線程:" + self.name) def process_data(threadName, q): while not exitFlag: queueLock.acquire() if not workQueue.empty(): data = q.get() queueLock.release() print ("%s processing %s" % (threadName, data)) else: queueLock.release() time.sleep(1) threadList = ["Thread-1", "Thread-2", "Thread-3"] nameList = ["One", "Two", "Three", "Four", "Five"] queueLock = threading.Lock() workQueue = queue.Queue(10) threads = [] threadID = 1 # 創(chuàng)建新線程 for tName in threadList: thread = myThread(threadID, tName, workQueue) thread.start() threads.append(thread) threadID += 1 # 填充隊(duì)列 queueLock.acquire() for word in nameList: workQueue.put(word) queueLock.release() # 等待隊(duì)列清空 while not workQueue.empty(): pass # 通知線程是時(shí)候退出 exitFlag = 1 # 等待所有線程完成 for t in threads: t.join() print ("退出主線程")
到此這篇關(guān)于Python多線程使用方法詳細(xì)講解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python多線程內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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