Python多线程原理与用法详解


Posted in Python onAugust 20, 2018

本文实例讲述了Python多线程原理与用法。分享给大家供大家参考,具体如下:

多线程(英语:multithreading),是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个线程,进而提升整体处理性能。具有这种能力的系统包括对称多处理机、多核心处理器以及芯片级多处理(Chip-level multithreading)或同时多线程(Simultaneous multithreading)处理器。[1] 在一个程序中,这些独立运行的程序片段叫作“线程”(Thread),利用它编程的概念就叫作“多线程处理(Multithreading)”。具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个线程(台湾译作“执行绪”),进而提升整体处理性能。

创建并启动一个线程

import threading
def runtask(name):
  print("%s线程已启动"%name)
t = threading.Thread(target=runtask,args=("task1",))  # args因为是一个元组,所以必须这样写,否则运行将报错
t.start()

join

等待当前线程执行完毕

import threading
import time
def runtask(name):
  print("%s线程已启动"%name)
  time.sleep(2)
t = threading.Thread(target=runtask,args=("task1",))
t.start()
t.join()
print("abc")  # 过了2s才会打印,若无等待将看不到等待2s的效果

setDaemon(True)

将线程设置为守护线程。若设置为守护线程,主线程结束后,子线程也将结束,并且主线程不会理会子线程是否结束,主线程不会等待子线程结束完后才结束。若没有设置为守护线程,主线程会等待子线程结束后才会结束。

active_count

程序的线程数量,数量=主线程+子线程数量

Lock(互斥锁)

Python编程中,引入了对象互斥锁的概念,来保证共享数据操作的完整性。每个对象都对应于一个可称为” 互斥锁” 的标记,这个标记用来保证在任一时刻,只能有一个线程访问该对象。在Python中我们使用threading模块提供的Lock类。

import threading,time
def runtask(name):
  global count
  time.sleep(1)
  lock.acquire()   # 获取锁资源,并返回是否获取成功
  count+=1
  print(name,count)
  lock.release()   # 释放资源
count = 0
lock = threading.Lock()   # 互斥锁
for index in range(50):
  t = threading.Thread(target=runtask,args=("thread%d"%index,))
  t.start()

上面这段代码如果没有加上互斥锁,在Python2.x中执行的结果将会是乱的。在Python3.x中执行却总是正确的,似乎是自动为其加了锁

RLock(递归锁,可重入锁)

当一个线程中遇到锁嵌套情况该怎么办,又会遇到什么情况?

def run1():
  global count1
  lock.acquire()
  count1 += 1
  lock.release()
  return count1
def run2():
  global count2
  lock.acquire()
  count2 += 1
  lock.release()
  return count2
def runtask():
  lock.acquire()
  r1 = run1()
  print("="*30)
  r2 = run2()
  lock.release()
  print(r1,r2)
count1,count2 = 0,0
lock = threading.Lock()
for index in range(50):
  t = threading.Thread(target=runtask,)
  t.start()

这是一个很简单的线程锁死案例,程序将被卡死,停止不动。为了解决这一情况,Python提供了递归锁RLock(可重入锁)。这个RLock内部维护着一个Lock和一个counter变量,counter记录了acquire的次数,从而使得资源可以被多次require。直到一个线程所有的acquire都被release,其他的线程才能获得资源。上面的代码只需做一些小小的改动

lock = threading.Lock()

修改为:

lock = threading.RLock()

那么程序将不会发生死锁情况。

最大可执行线程

threading.BoundedSemaphore(5)设置可同时执行的最大线程数为5个,后面的线程需排队等待前面的线程执行完毕

import time,threading
def runtask(name):
  global num
  semaphore.acquire()
  time.sleep(1)
  num += 1
  semaphore.release()
  print(name,num)
num = 0
semaphore = threading.BoundedSemaphore(5)
for index in range(50):
  t = threading.Thread(target=runtask,args=("线程%s"%index,))
  t.start()

执行效果:

Python多线程原理与用法详解

可以看出上面的程序是每次只有5个线程在同时运行,其他线程需等待前面的线程执行完毕,这就是最大可执行线程。

Event

Python提供了Event对象用于线程间通信,它是由线程设置的信号标志,如果信号标志位为假,则线程等待直到信号被其他线程设置成真。Event中提供了四个重要的方法来满足基本的需求。

  • - clear:清除标记
  • - set:设置标记
  • - is_set:是否被标记
  • - wait:等待被标记

代码示例:

import threading,time
def lighter():
  num = 0
  event.set()   # 设置标记
  while True:
    if num >= 5 and num < 10:
      event.clear()  # 清除标记
      print("红灯亮起,车辆禁止通行")
    if num >= 10:
      event.set()   # 设置标记
      print("绿灯亮起,车辆可以通行")
      num = 0
    num += 1
    time.sleep(1)
def car():
  while True:
    if event.is_set():
      print("车辆正在跑...")
    else:
      print("车辆停下了")
      event.wait()
    time.sleep(1)
event = threading.Event()
t1 = threading.Thread(target=lighter,)
t2 = threading.Thread(target=car,)
t1.start()
t2.start()

这是一个简单的红灯停绿灯行案例。初始设置为绿灯并标记,车辆看到标记后通行,当红灯亮起的时候取消标记,车辆看到没有标记时停下,等待标记。

Queue队列

使任务按照某一种特定顺序有条不紊的进行。下面介绍几种常用的队列:

  • - queue.Queue():先进先出
  • - queue.LifoQueue():先进后出
  • - queue.PriorityQueue:优先级队列,优先级的值越小,越先执行

下面介绍几种常用的方法:

  • - get():获取item,如果队列已经取空将会卡住。可设置timeout参数,给定一个超时的值,或者设置参数block=False,队列空直接抛异常
  • - get_nowait():b获取item。如果队列取空了,将会直接抛异常
  • - put():放入队列
  • - empty():队列是否为空
  • - qsize():获取队列的item数量

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

Python 相关文章推荐
Python中列表的一些基本操作知识汇总
May 20 Python
python如何实现excel数据添加到mongodb
Jul 30 Python
python动态网页批量爬取
Feb 14 Python
Python数据分析之真实IP请求Pandas详解
Nov 18 Python
python机器学习理论与实战(六)支持向量机
Jan 19 Python
python基础教程项目五之虚拟茶话会
Apr 02 Python
Python3实现的Mysql数据库操作封装类
Jun 06 Python
快速查找Python安装路径方法
Feb 06 Python
python数据预处理 :样本分布不均的解决(过采样和欠采样)
Feb 29 Python
python使用matplotlib:subplot绘制多个子图的示例
Sep 24 Python
使用Python+Appuim 清理微信的方法
Jan 26 Python
python 制作网站小说下载器
Feb 20 Python
Python模拟简单电梯调度算法示例
Aug 20 #Python
django_orm查询性能优化方法
Aug 20 #Python
Python Requests库基本用法示例
Aug 20 #Python
Django中使用第三方登录的示例代码
Aug 20 #Python
基于Django框架利用Ajax实现点赞功能实例代码
Aug 19 #Python
分析python请求数据
Aug 19 #Python
浅谈django orm 优化
Aug 18 #Python
You might like
一步一步学习PHP(2)――PHP类型
2010/02/15 PHP
基于php split()函数的用法详解
2013/06/05 PHP
php动态生成函数示例
2014/03/21 PHP
php实现用于删除整个目录的递归函数
2015/03/16 PHP
深入理解PHP中的empty和isset函数
2016/05/26 PHP
laravel 实现关闭CSRF(全部关闭、部分关闭)
2019/10/21 PHP
JavaScript 对象模型 执行模型
2010/10/15 Javascript
jq实现酷炫的鼠标经过图片翻滚效果
2014/03/12 Javascript
Javascript的setTimeout()使用闭包特性时需要注意的问题
2014/09/23 Javascript
javascript简单实现图片预加载
2014/12/03 Javascript
jQuery中dequeue()方法用法实例
2014/12/29 Javascript
Express实现前端后端通信上传图片之存储数据库(mysql)傻瓜式教程(一)
2015/12/10 Javascript
基于JS实现导航条flash导航条
2016/06/17 Javascript
JS 面向对象之继承---多种组合继承详解
2016/07/10 Javascript
微信小程序分享功能之按钮button 边框隐藏和点击隐藏
2018/06/14 Javascript
Js中使用正则表达式验证输入是否有特殊字符
2018/09/07 Javascript
JavaScript一元正号运算符示例代码
2019/06/30 Javascript
nodejs中使用worker_threads来创建新的线程的方法
2021/01/22 NodeJs
[01:00:25]NB vs Secret 2018国际邀请赛小组赛BO1 B组加赛 8.19
2018/08/21 DOTA
python使用reportlab画图示例(含中文汉字)
2013/12/03 Python
Python编程中用close()方法关闭文件的教程
2015/05/24 Python
Python合并两个字典的常用方法与效率比较
2015/06/17 Python
python变量不能以数字打头详解
2016/07/06 Python
python实现简单flappy bird
2018/12/24 Python
python pandas获取csv指定行 列的操作方法
2019/07/12 Python
使用 Python 遍历目录树的方法
2020/02/29 Python
Python在终端通过pip安装好包以后在Pycharm中依然无法使用的问题(三种解决方案)
2020/03/10 Python
Pytorch实验常用代码段汇总
2020/11/19 Python
教研处工作方案
2014/05/26 职场文书
项目经理任命书内容
2014/06/06 职场文书
工程售后服务方案
2014/06/08 职场文书
高中生自我评价范文2015
2015/03/03 职场文书
物业项目经理岗位职责
2015/04/01 职场文书
幼儿园元旦主持词
2015/07/06 职场文书
追悼会答谢词范文
2015/09/29 职场文书
表扬信范文
2019/04/22 职场文书