Python3 多线程

简介: Python3 多线程

Python3 多线程

多线程类似于同时执行多个不同程序,多线程运行有如下优点:

  • 使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理。
  • 用户界面可以更加吸引人,比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度。
  • 程序的运行速度可能加快。
  • 在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较有用了。在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
  • 每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。

每个线程都有他自己的一组CPU寄存器,称为线程的上下文,该上下文反映了线程上次运行该线程的CPU寄存器的状态。

指令指针和堆栈指针寄存器是线程上下文中两个最重要的寄存器,线程总是在进程得到上下文中运行的,这些地址都用于标志拥有线程的进程地址空间中的内存。

  • 线程可以被抢占(中断)。
  • 在其他线程正在运行时,线程可以暂时搁置(也称为睡眠) -- 这就是线程的退让。

线程可以分为:

  • 内核线程:由操作系统内核创建和撤销。
  • 用户线程:不需要内核支持而在用户程序中实现的线程。

Python3 线程中常用的两个模块为:

  • _thread
  • threading(推荐使用)

thread 模块已被废弃。用户可以使用 threading 模块代替。所以,在 Python3 中不能再使用"thread" 模块。为了兼容性,Python3 将 thread 重命名为 "_thread"。

函数创建多线程

python3中,提供了一个内置模块threading.Thread,可以很方便的创建多线程,threading.Thread()一般接收2个参数:

  • 线程函数名:要放置线程让其后台执行的函数,有用户自己定义,主要不要加()
  • 线程函数的参数: 线程函数名所需的参数,以tuple形式传入,如果不需要参数,可以不指定。
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Date    : 2019-01-23 22:27:22
# @Author  : cdl (1217096231@qq.com)
# @Link    : https://github.com/cdlwhm1217096231/python3_spider
# @Version : $Id$

import time
from threading import Thread


# 自定义线程函数
def my_threadfunc(name='python3'):
    for i in range(2):
        print("hello", name)
        time.sleep(1)


# 创建线程01,不指定参数
thread_01 = Thread(target=my_threadfunc)
# 启动线程01
thread_01.start()


# 创建线程02,指定参数,注意逗号不要少,否则不是一个tuple
thread_02 = Thread(target=my_threadfunc, args=('Curry',))
# 启动线程02
thread_02.start()

类创建多线程

首先,自定义一个类,对这个自定义的类有两个要求:1.必须继承threading.Thread这个父类。2.必须重写run()这个方法。这个run()方法相当于第一种方法中的线程函数,可以写自己需要的业务逻辑代码,在start()后将会调用。

import time
from threading import Thread


class MyThread(Thread):
    def __init__(self, name='Python3'):
        super().__init__()
        self.name = name

    def run(self):
        for i in range(2):
            print("Hello", self.name)
            time.sleep(1)

多线程函数总结

t = Thread(target=func)

# 启动子线程
t.start()

# 阻塞子线程,待子线程结束后,再往下执行
t.join()

# 判断线程是否在执行状态,在执行返回True,否则返回False
t.is_alive()
t.isAlive()

# 设置线程是否随主线程退出而退出,默认为False
t.daemon = True
t.daemon = False

# 设置线程名
t.name = "My-Thread"

线程优先级队列( Queue)

Python 的 Queue 模块中提供了同步的、线程安全的队列类,包括FIFO(先入先出)队列Queue,LIFO(后入先出)队列LifoQueue,和优先级队列 PriorityQueue。

这些队列都实现了锁原语,能够在多线程中直接使用,可以使用队列来实现线程间的同步。

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
#!/usr/bin/python3

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 ("开启线程:" + self.name)
        process_data(self.name, self.q)
        print ("退出线程:" + 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

# 创建新线程
for tName in threadList:
    thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
    thread.start()
    threads.append(thread)
    threadID += 1

# 填充队列
queueLock.acquire()
for word in nameList:
    workQueue.put(word)
queueLock.release()

# 等待队列清空
while not workQueue.empty():
    pass

# 通知线程是时候退出
exitFlag = 1

# 等待所有线程完成
for t in threads:
    t.join()
print ("退出主线程")

以上程序执行结果:

开启线程:Thread-1
开启线程:Thread-2
开启线程:Thread-3
Thread-3 processing One
Thread-1 processing Two
Thread-2 processing Three
Thread-3 processing Four
Thread-1 processing Five
退出线程:Thread-3
退出线程:Thread-2
退出线程:Thread-1
退出主线程
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