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Python多線程及其基本使用方法實(shí)例分析

更新時(shí)間：2019年10月29日 10:36:22 作者：peersli

這篇文章主要介紹了Python多線程及其基本使用方法,結(jié)合實(shí)例形式分析了Python相關(guān)概念、原理、使用方法及操作注意事項(xiàng),需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了Python多線程及其基本使用方法。分享給大家供大家參考，具體如下：

學(xué)習(xí)Python的多線程（Multi-threading），至少應(yīng)該要有進(jìn)程與線程的基本概念，可以參考：http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html。

1.Python中的多線程

執(zhí)行一個(gè)程序，即在操作系統(tǒng)中開啟了一個(gè)進(jìn)程，在某一時(shí)刻，一個(gè)CPU內(nèi)核只能進(jìn)行一個(gè)進(jìn)程的任務(wù)，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)所說的多進(jìn)程/多任務(wù)其實(shí)是通過加快CPU的執(zhí)行速度來實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橐粋€(gè)CPU每秒能執(zhí)行上億次的計(jì)算，能夠?qū)M(jìn)程進(jìn)行很多次切換，所以在人為可以感知的時(shí)間里，看上去，計(jì)算機(jī)確實(shí)是在同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序，即同時(shí)處理多個(gè)進(jìn)程。
一個(gè)進(jìn)程中可以包含有多個(gè)線程，這多個(gè)線程為實(shí)現(xiàn)該進(jìn)程的某個(gè)主要功能而運(yùn)行著，多個(gè)線程可以進(jìn)行串行工作，也可以并發(fā)同時(shí)進(jìn)行工作，顯然后者可以節(jié)省更多的時(shí)間。

在Python中是支持多線程并發(fā)執(zhí)行的，只是Python中的多線程只能利用單核，也就是說Python中的某一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程只能在一個(gè)CPU核心上運(yùn)行，而不能分配在多個(gè)CPU核心中運(yùn)行，這是考慮到線程安全的緣故，而Python中的GIL則保證了線程安全。關(guān)于Python中的GIL，可以參考下面一篇文章：《淺析Python的GIL和線程安全》。

下面是自己在學(xué)習(xí)過程中的一些課堂筆記，因?yàn)檫€沒有真正學(xué)習(xí)一些理論，所以可能會(huì)有些錯(cuò)誤，但目前是方便自己的理解：

即GLI是以CPU核心為單位來控制全局鎖，所以是不能跨不同的CPU（核心）的GLI可以保證同一個(gè)進(jìn)程中，某一個(gè)線程的共享數(shù)據(jù)在某一時(shí)刻只能同時(shí)被另外一個(gè)線程修改（使用），而不能同時(shí)被多個(gè)線程修改（使用），如果去掉GLI，則需要自己為線程加鎖，這樣之后，性能比原來還要差。

當(dāng)然，難道就不能充分利用多核CPU或多個(gè)CPU了？

做成多進(jìn)程就可以了，不同的進(jìn)程運(yùn)行在不同的CPU（核心）上，也可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)，只是這樣的話就會(huì)比較浪費(fèi)內(nèi)存空間，考慮同時(shí)運(yùn)行10個(gè)QQ程序的情況，假如1個(gè)QQ占用500M的內(nèi)存空間，則10個(gè)QQ就要占用5G的內(nèi)存空間了。但如果是多線程的話，可能10個(gè)QQ還是共享著這500M的內(nèi)存空間。還有一個(gè)缺點(diǎn)就是，多進(jìn)程間的數(shù)據(jù)直接訪問可能會(huì)比較麻煩，但其實(shí)也是可以實(shí)現(xiàn)的，比如chrome瀏覽器就是用多進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的。

目前首先要明確的是，Python中是不能把一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程分布在不同的CPU核心上運(yùn)行的。

2.Python多線程使用方法1

給出下面的程序代碼及注釋：

import threading  #Python多線程模塊
import time
def run(num):
  print 'Hi, I am thread %s..lalala' % num
  time.sleep(1)
for i in range(20):
  t = threading.Thread(target=run, args=(i,))  #多線程使用方法，target為需要執(zhí)行多線程的函數(shù)，args為函數(shù)中的參數(shù)，注意這里的參數(shù)寫成（i,），即如果只能一個(gè)參數(shù)，也要加上一個(gè)","
  t.start()  #開始執(zhí)行多線程

程序運(yùn)行結(jié)果如下：

xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day6$ python thread4.py
Hi, I am thread 0..lalala
Hi, I am thread 1..lalala
Hi, I am thread 2..lalala
Hi, I am thread 3..lalala
Hi, I am thread 4..lalala
Hi, I am thread 5..lalala
Hi, I am thread 6..lalala
Hi, I am thread 7..lalala
Hi, I am thread 8..lalala
Hi, I am thread 9..lalala
Hi, I am thread 10..lalala
Hi, I am thread 11..lalala
Hi, I am thread 12..lalala
Hi, I am thread 13..lalala
Hi, I am thread 14..lalala
Hi, I am thread 15..lalala
Hi, I am thread 16..lalala
Hi, I am thread 17..lalala
Hi, I am thread 18..lalala
Hi, I am thread 19..lalala

直接看執(zhí)行結(jié)果是看不出什么的，這里說一下這個(gè)程序的執(zhí)行過程：0到19是同時(shí)打印輸入的，在打印19后，程序sleep 1秒后才結(jié)束程序的運(yùn)行。

上面這個(gè)程序有20個(gè)線程執(zhí)行，每個(gè)線程都是：打印字符串+sleep(1)。我們實(shí)際看到的結(jié)果是0到19同時(shí)打印，然后才sleep 1秒，但是需要注意的是，并非是20個(gè)線程才執(zhí)行一次sleep(1)，而是在每個(gè)線程中都執(zhí)行了一次sleep(1)，即該程序?qū)嶋H上是執(zhí)行了20次sleep(1)，而我們實(shí)際看到的結(jié)果是程序運(yùn)行時(shí)僅僅是暫停了1秒，那是因?yàn)檫@20次sleep(1)是并發(fā)執(zhí)行的。

上面的程序可以這么去理解：20個(gè)線程相當(dāng)于有20匹馬，20匹馬同時(shí)起跑（打印字符串），然后以同時(shí)停1秒（sleep(1)），最后同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)（20個(gè)線程運(yùn)行結(jié)束，即程序執(zhí)行結(jié)束）。

為了更好的理解上面的程序，可以把上面的代碼改為如下：

import threading
import time
def run(num):
  print 'Hi, I am thread %s..lalala' % num
  time.sleep(1)
for i in range(20):
  t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
  t.start()
  t.join()  #等上一個(gè)線程執(zhí)行完后再執(zhí)行下一個(gè)線程

執(zhí)行結(jié)果如下：

xpleaf@xpleaf-machine:/mnt/hgfs/Python/day6$ python thread4.py
Hi, I am thread 0..lalala
Hi, I am thread 1..lalala
Hi, I am thread 2..lalala
Hi, I am thread 3..lalala
Hi, I am thread 4..lalala
Hi, I am thread 5..lalala
Hi, I am thread 6..lalala
Hi, I am thread 7..lalala
Hi, I am thread 8..lalala
Hi, I am thread 9..lalala
Hi, I am thread 10..lalala
Hi, I am thread 11..lalala
Hi, I am thread 12..lalala
Hi, I am thread 13..lalala
Hi, I am thread 14..lalala
Hi, I am thread 15..lalala
Hi, I am thread 16..lalala
Hi, I am thread 17..lalala
Hi, I am thread 18..lalala
Hi, I am thread 19..lalala

執(zhí)行結(jié)果看上去跟前面是一樣的，但執(zhí)行過程卻是這樣的：每打印一次字符串，再暫停一秒。

通過這個(gè)程序，也就可以更好的理解Python的多線程并發(fā)執(zhí)行了，當(dāng)然，因?yàn)檫@是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，所以把程序執(zhí)行一遍后會(huì)有更好的理解。

3.Python多線程使用方法2

程序代碼如下：

import threading,time
class MyThread(threading.Thread):
  def __init__(self, num):
    threading.Thread.__init__(self)
    self.num = num
  def run(self): #this name must be 'run'
    print 'I am thread %s' % self.num
    time.sleep(2)
for i in range(20):
  t = MyThread(i)
  t.start()

程序的執(zhí)行結(jié)果與方法1是一樣的，這里就不給出了，只是這里利用了面向?qū)ο缶幊痰乃枷敕椒▉碓O(shè)計(jì)程序代碼。

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希望本文所述對(duì)大家Python程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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