怎么在python中實(shí)現(xiàn)多線程

今天就跟大家聊聊有關(guān)怎么在python中實(shí)現(xiàn)多線程，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

threading 模塊支持守護(hù)線程， 其工作方式是：守護(hù)線程一般是一個(gè)等待客戶端請(qǐng)求服務(wù)的服務(wù)器。

如果把一個(gè)線程設(shè)置為守護(hù)線程，進(jìn)程退出時(shí)不需要等待這個(gè)線程執(zhí)行完成。

如果主線程準(zhǔn)備退出時(shí)，不需要等待某些子線程完成，就可以為這些子線程設(shè)置守護(hù)線程標(biāo)記。 需要在啟動(dòng)線程之前執(zhí)行如下賦值語(yǔ)句： thread.daemon = True，檢查線程的守護(hù)狀態(tài)也只需要檢查這個(gè)值即可。

整個(gè) Python 程序?qū)⒃谒蟹鞘刈o(hù)線程退出之后才退出， 換句話說(shuō)， 就是沒(méi)有剩下存活的非守護(hù)線程時(shí)才退出。

使用thread模塊

以下是三種使用 Thread 類的方法(一般使用第一個(gè)或第三個(gè)方案)

• 創(chuàng)建 Thread 的實(shí)例，傳給它一個(gè)函數(shù)。

import threading
from time import sleep, ctime
loops = [3, 2, 1, 1, 1]
def loop(i, nsec):
  print(f'start loop {i} at: {ctime()}')
  sleep(nsec)
  print(f'end loop {i} at: {ctime()}')
def main():
  print('start at', ctime())
  threads = []
  nloops = range(len(loops))
  for i in nloops:
    t = threading.Thread(target=loop, args=(i, loops[i]))
    threads.append(t)
  for i in nloops: # start threads
    threads[i].start()
  for i in nloops: # wait for all
    threads[i].join() # threads to finish
  print(f'all done at: {ctime()}')
if __name__ == '__main__':
  main()

當(dāng)所有線程都分配完成之后，通過(guò)調(diào)用每個(gè)線程的 start()方法讓它們開(kāi)始執(zhí)行，而不是 在這之前就會(huì)執(zhí)行。
相比于管理一組鎖（分配、獲取、釋放、檢查鎖狀態(tài)等）而言，這里只 需要為每個(gè)線程調(diào)用 join()方法即可。
join()方法將等待線程結(jié)束，或者在提供了超時(shí)時(shí)間的情況下，達(dá)到超時(shí)時(shí)間。
使用 join()方法要比等待鎖釋放的無(wú)限循環(huán)更加清晰（這也是這種鎖 又稱為自旋鎖的原因）。

• 創(chuàng)建 Thread 的實(shí)例，傳給它一個(gè)可調(diào)用的類實(shí)例。

import threading
from time import sleep, ctime
# 創(chuàng)建 Thread 的實(shí)例，傳給它一個(gè)可調(diào)用的類實(shí)例
loops = [3, 2, 1, 1, 1]
class ThreadFunc(object):
  def __init__(self, func, args, name=''):
    self.name = name
    self.func = func
    self.args = args
  def __call__(self):
    self.func(*self.args)
def loop(i, nsec):
  print(f'start loop {i} at: {ctime()}')
  sleep(nsec)
  print(f'end loop {i} at: {ctime()}')
def main():
  print('start at', ctime())
  threads = []
  nloops = range(len(loops))
  for i in nloops:
    t = threading.Thread(target=ThreadFunc(loop, (i, loops[i]), loop.__name__))
    threads.append(t)
  for i in nloops: # start threads
    threads[i].start()
  for i in nloops: # wait for all
    threads[i].join() # threads to finish
  print(f'all done at: {ctime()}')
if __name__ == '__main__':
  main()

• 派生 Thread 的子類，并創(chuàng)建子類的實(shí)例。

import threading
from time import sleep, ctime
# 創(chuàng)建 Thread 的實(shí)例，傳給它一個(gè)可調(diào)用的類實(shí)例
# 子類的構(gòu)造函數(shù)必須先調(diào)用其基類的構(gòu)造函數(shù)
# 特殊方法__call__()在 子類中必須要寫(xiě)為 run()
loops = [3, 2, 1, 1, 1]
class MyThread(threading.Thread):
  def __init__(self, func, args, name=''):
    threading.Thread.__init__(self)
    self.name = name
    self.func = func
    self.args = args
  def run(self):
    self.func(*self.args)
def loop(i, nsec):
  print(f'start loop {i} at: {ctime()}')
  sleep(nsec)
  print(f'end loop {i} at: {ctime()}')
def main():
  print('start at', ctime())
  threads = []
  nloops = range(len(loops))
  for i in nloops:
    t = MyThread(loop, (i, loops[i]), loop.__name__)
    threads.append(t)
  for i in nloops: # start threads
    threads[i].start()
  for i in nloops: # wait for all
    threads[i].join() # threads to finish
  print(f'all done at: {ctime()}')
if __name__ == '__main__':
  main()

使用鎖

python和java一樣，也具有鎖機(jī)制，而且創(chuàng)建與使用鎖都是很簡(jiǎn)便的。

一般在多線程代碼中，總會(huì)有一些特 定的函數(shù)或代碼塊不希望（或不應(yīng)該）被多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行，通常包括修改數(shù)據(jù)庫(kù)、更新文件或 其他會(huì)產(chǎn)生競(jìng)態(tài)條件的類似情況

鎖有兩種狀態(tài)：鎖定和未鎖定。而且它也只支持兩個(gè)函數(shù)：獲得鎖和釋放鎖。

一般鎖的調(diào)用如下

# 加載線程的鎖對(duì)象
lock = threading.Lock()
# 獲取鎖
lock.acquire()
# ...代碼
# 釋放鎖
lock.release()

更簡(jiǎn)潔的方法是使用with關(guān)鍵字，如下代碼功能同上

# 加載線程的鎖對(duì)象
lock = threading.Lock()
with lock :
  #...代碼

示例代碼：

import threading
from time import sleep, ctime
lock = threading.Lock()
def a():
  lock.acquire()
  for x in range(5):
    print(f'a:{str(x)}')
    sleep(0.01)
  lock.release()
def b():
  lock.acquire()
  for x in range(5):
    print(f'a:{str(x)}')
    sleep(0.01)
  lock.release()
threading.Thread(target=a).start()
threading.Thread(target=b).start()

相關(guān)屬性和方法

• Thread對(duì)象的屬性

• Thread對(duì)象的方法

• threading模塊其他函數(shù)

后記

在Python多線程下，每個(gè)線程的執(zhí)行方式：

1、獲取GIL
2、執(zhí)行代碼直到sleep或者是python虛擬機(jī)將其掛起。
3、釋放GIL

通常來(lái)說(shuō)，多線程是一個(gè)好東西。不過(guò)由于 Python 的 GIL 的限制，多線程更適合于 I/O 密集型應(yīng)用（I/O 釋放了 GIL，可以允 許更多的并發(fā)），而不是計(jì)算密集型應(yīng)用。對(duì)于后一種情況而言，為了實(shí)現(xiàn)更好的并行性，你需要使用多進(jìn)程，以便讓 CPU 的其他內(nèi)核來(lái)執(zhí)行。

請(qǐng)注意：多核多線程比單核多線程更差，原因是單核下多線程，每次釋放GIL，喚醒的那個(gè)線程都能獲取到GIL鎖，所以能夠無(wú)縫執(zhí)行，但多核下，CPU0釋放GIL后，其他CPU上的線程都會(huì)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，但GIL可能會(huì)馬上又被CPU0拿到，導(dǎo)致其他幾個(gè)CPU上被喚醒后的線程會(huì)醒著等待到切換時(shí)間后又進(jìn)入待調(diào)度狀態(tài)，這樣會(huì)造成線程顛簸(thrashing)，導(dǎo)致效率更低

看完上述內(nèi)容，你們對(duì)怎么在python中實(shí)現(xiàn)多線程有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。