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:
线程在执行过程中与进程还是有区别的。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,线程总是在进程的上下文中运行的,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:
Python3 线程中常用的两个模块为:
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"。
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。语法如下:
- _thread.start_new_thread (function,args[, kwargs])
参数说明:
实例:
- #!/usr/bin/python3
- import_threadimporttime# 为线程定义一个函数
- def print_time( threadName, delay):count =0
- whilecount <5:
- time.sleep(delay)
- count +=1
- print("%s: %s"% ( threadName, time.ctime(time.time()) ))# 创建两个线程
- try:
- _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1",2, ) )
- _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2",4, ) )except:print("Error: 无法启动线程")while 1:pass
执行以上程序输出结果如下:
Python3 通过两个标准库 _thread 和 threading 提供对线程的支持。
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:
我们可以通过直接从 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:
- #!/usr/bin/python3
- importthreadingimporttime
- exitFlag =0
- class myThread (threading.Thread):
- def __init__(self, threadID, name, counter):threading.Thread.__init__(self)
- self.threadID = threadID
- self.name = name
- self.counter = counterdef run(self):
- print("开始线程:"+ self.name)
- print_time(self.name, self.counter,5)print("退出线程:"+ self.name)def print_time(threadName, delay, counter):
- whilecounter:ifexitFlag:
- threadName.exit()
- time.sleep(delay)print("%s: %s"% (threadName, time.ctime(time.time())))
- counter -=1
- # 创建新线程thread1 = myThread(1,"Thread-1",1)
- thread2 = myThread(2,"Thread-2",2)# 开启新线程thread1.start()
- thread2.start()
- thread1.join()
- thread2.join()print("退出主线程")
以上程序执行结果如下:
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: 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:
- #!/usr/bin/python3
- importthreadingimporttimeclass myThread (threading.Thread):
- def __init__(self, threadID, name, counter):threading.Thread.__init__(self)
- self.threadID = threadID
- self.name = name
- self.counter = counterdef run(self):
- print("开启线程: "+ self.name)# 获取锁,用于线程同步threadLock.acquire()
- print_time(self.name, self.counter,3)# 释放锁,开启下一个线程threadLock.release()def print_time(threadName, delay, counter):
- whilecounter:
- time.sleep(delay)print("%s: %s"% (threadName, time.ctime(time.time())))
- counter -=1threadLock = threading.Lock()
- threads = []# 创建新线程thread1 = myThread(1,"Thread-1",1)
- thread2 = myThread(2,"Thread-2",2)# 开启新线程thread1.start()
- thread2.start()# 添加线程到线程列表threads.append(thread1)
- threads.append(thread2)# 等待所有线程完成
- fortinthreads:
- t.join()print("退出主线程")
执行以上程序,输出结果为:
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:
实例:
- #!/usr/bin/python3
- importqueueimportthreadingimporttime
- exitFlag =0
- class myThread (threading.Thread):
- def __init__(self, threadID, name, q):threading.Thread.__init__(self)
- self.threadID = threadID
- self.name = name
- self.q = qdef 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 notexitFlag:
- queueLock.acquire()if notworkQueue.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
- fortNameinthreadList:
- thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
- thread.start()
- threads.append(thread)
- threadID +=1
- # 填充队列queueLock.acquire()forwordinnameList:
- workQueue.put(word)
- queueLock.release()# 等待队列清空
- while notworkQueue.empty():pass
- # 通知线程是时候退出exitFlag =1
- # 等待所有线程完成
- fortinthreads:
- t.join()print("退出主线程")
以上程序执行结果:
来源: http://blog.csdn.net/sunhuaqiang1/article/details/70168015