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Python多線程實(shí)例教程

更新時(shí)間：2014年09月06日 11:49:39 投稿：shichen2014

這篇文章主要介紹了Python多線程,對(duì)比了新舊版本的Python在實(shí)現(xiàn)多線程的特點(diǎn),并采用threading模塊的實(shí)例來講述了多線程的技巧,需要的朋友可以參考下

本文以實(shí)例形式較為詳細(xì)的講解了Python的多線程，是Python程序設(shè)計(jì)中非常重要的知識(shí)點(diǎn)。分享給大家供大家參考之用。具體方法如下：

用過Python的人都會(huì)覺得Python的多線程很類似于Java的多線程機(jī)制，但是比JAVA的多線程更靈活。在早期的Python多線程實(shí)現(xiàn)中，采用了thread模塊。例如:

from time import ctime,sleep 
from thread import start_new_thread 
def loop1(): 
  print "enter loop1:",ctime(); 
  sleep(3); 
  print "leave loop1:",ctime(); 
 
def loop2(): 
  print "enter loop2:",ctime(); 
  sleep(5); 
  print "leave loop2:",ctime(); 
 
def main(): 
  print "main begin:",ctime(); 
  start_new_thread(loop1, ()); 
  start_new_thread(loop2,()); 
  sleep(8); 
  print "main end:",ctime(); 
 
if __name__=="__main__": 
  main();

簡(jiǎn)單介紹下這個(gè)代碼塊中的函數(shù)功能，sleep是線程睡眠時(shí)間，幾乎等價(jià)于JAVA中的Thread.sleep(millionseconds)

start_new_thread是實(shí)例化一個(gè)線程并運(yùn)行的方法，方法的第一個(gè)參數(shù)接受一個(gè)線程運(yùn)行時(shí)所執(zhí)行的函數(shù)對(duì)象，第二個(gè)參數(shù)是方法執(zhí)行時(shí)所需要的參數(shù)，以一個(gè)元組的形式傳入。

這大概是最早期的Python多線程實(shí)現(xiàn)了，注意代碼中的main線程里的sleep(8)。這里的睡眠時(shí)間只能比3+5大，而不能小。如果小于這個(gè)時(shí)間，那么main主線程會(huì)提前退出，導(dǎo)致無論其子線程是否是后臺(tái)線程，都將會(huì)中斷，從而拋出線程中斷異常，類似于Java的ThreadInterruptException。這個(gè)致命的影響幾乎就是這個(gè)模塊后期被拋棄的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

當(dāng)然在早期的Python多線程中，你可以利用加鎖的機(jī)制來避免出現(xiàn)這個(gè)情況。稍微改動(dòng)下以上代碼:

import thread; 
from time import sleep,ctime; 
from random import choice 
#The first param means the thread number 
#The second param means how long it sleep 
#The third param means the Lock 
def loop(nloop,sec,lock): 
  print "Thread ",nloop," start and will sleep ",sec; 
  sleep(sec); 
  print "Thread ",nloop," end ",sec; 
  lock.release(); 
 
def main(): 
  seconds=[4,2]; 
  locks=[]; 
  for i in range(len(seconds)) : 
    lock=thread.allocate_lock(); 
    lock.acquire(); 
    locks.append(lock); 
     
  print "main Thread begins:",ctime(); 
  for i,lock in enumerate(locks): 
    thread.start_new_thread(loop,(i,choice(seconds),lock)); 
  for lock in locks : 
    while lock.locked() :  
      pass; 
  print "main Thread ends:",ctime(); 
 
if __name__=="__main__" : 
  main();

這里對(duì)Python線程運(yùn)行時(shí)加入了鎖監(jiān)控機(jī)制，介紹下紅色字體標(biāo)志的幾個(gè)方法(其實(shí)紅色字體中的lock實(shí)質(zhì)是thread.lockType實(shí)例。

從以上介紹可以看出這個(gè)Lock類非常類似于JDK5.0中的java.util.concurrent.locks.Lock。不知道Doug Lea有沒有參與這個(gè)模塊的開發(fā)，只是比JAVA中的LOCK類多了一個(gè)方法locked，用于檢測(cè)Lock對(duì)象是否還處于加鎖的狀態(tài)。

所以上一個(gè)例子的工作原理就是在啟動(dòng)線程的時(shí)候，給每個(gè)線程都加了一把鎖，直到線程運(yùn)行介紹，再釋放這個(gè)鎖。同時(shí)在Python的main線程中用一個(gè)while循環(huán)來不停的判斷每個(gè)線程鎖已釋放。這個(gè)方法雖然避免了最開始的例子中人為的時(shí)間控制，但是還不方便，高效。

所以在較新的Python版本中，都推薦使用threading模塊。

看下threading模塊的API，有過JAVA開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的會(huì)發(fā)現(xiàn)它和java.lang.Thread類非常接近。這里需要說的一點(diǎn)就是threading的run方法可以返回函數(shù)值，這點(diǎn)在用于跟蹤和判斷線程運(yùn)行正常與否非常有作用。

threading模塊支持三種方法來創(chuàng)建線程。而前兩種方式都與其Thread類有關(guān)?？聪滤暮?jiǎn)要說明：

class Thread(_Verbose) : 
   __init__(self, group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs=None, verbose=None)

其中target指的是一個(gè)具體的函數(shù)，或者可調(diào)用的類實(shí)例(這里指實(shí)現(xiàn)了__call__方法的類實(shí)例)

第一種方法：指定線程運(yùn)行的時(shí)候調(diào)用的函數(shù)。舉例如下：

from time import ctime,sleep 
import threading; 
from random import choice 
 
def loop(number,sec): 
  print "Thread ",number," begins and will sleep ",sec," at ",ctime(); 
  sleep(sec); 
  print "Thread ",number,"ends at ",ctime(); 
   
def main(): 
  seconds=[2,4]; 
  threads=[]; 
  array=range(len(seconds)); 
  for i in array : 
    t=threading.Thread(target=loop,args=(i,choice(seconds))); 
    threads.append(t); 
  print "main Thread begins at ",ctime(); 
  for t in threads : 
    t.start(); 
  for t in threads : 
    t.join();     
  print "main Thread ends at ",ctime(); 
 
if __name__=="__main__" : 
  main();

這里target指向了一個(gè)具體的函數(shù)對(duì)象，而args傳入了該方法調(diào)用時(shí)所必須的參數(shù)。這里傳入了一個(gè)隨即的睡眠時(shí)間。其中thread.join表示要等待該線程終止，和java中的Thread.join(long millionseconds)作用一樣，如果不指定具體的時(shí)間的話，將會(huì)一直等待下去。

第二種方法就是指定一個(gè)可調(diào)用的類實(shí)例，實(shí)際上與前面一種非常的接近。如下所示:

from time import ctime,sleep 
import threading; 
from random import choice 
 
class ThreadFunc(object): 
  def __init__(self,func,args,name): 
    self.func=func; 
    self.args=args; 
    self.name=name; 
     
  def __call__(self): 
    self.func(*self.args); 
 
def loop(number,sec): 
  print "Thread ",number," begins and will sleep ",sec," at ",ctime(); 
  sleep(sec); 
  print "Thread ",number,"ends at ",ctime(); 
   
def main(): 
  seconds=[2,4]; 
  threads=[]; 
  array=range(len(seconds)); 
  for i in array : 
    t=threading.Thread(target=ThreadFunc(loop,(i,choice(seconds)),loop.__name__)); 
    threads.append(t); 
  print "main Thread begins at ",ctime(); 
  for t in threads : 
    t.start(); 
  for t in threads : 
    t.join();     
  print "main Thread ends at ",ctime(); 
 
if __name__=="__main__" : 
  main();

這里只是將target指向從一個(gè)函數(shù)對(duì)象變成了一個(gè)可調(diào)用的類實(shí)例。

重點(diǎn)推薦下第三種方式，用繼承threading.Thread的方式來實(shí)現(xiàn)線程，有過Java多線程應(yīng)用的朋友一定會(huì)對(duì)下面的例子非常熟悉。

from time import ctime,sleep 
import threading; 
from random import choice 
 
class MyThread(threading.Thread): 
  def __init__(self,func,args,name): 
    super(MyThread,self).__init__(); 
    self.func=func; 
    self.args=args; 
    self.name=name; 
       
  def run(self): 
    self.result=self.func(*self.args); 
 
  def getResult(self): 
    return self.result; 
   
def loop(number,sec): 
  print "Thread ",number," begins and will sleep ",sec," at ",ctime(); 
  sleep(sec); 
  print "Thread ",number,"ends at ",ctime(); 
   
def main(): 
  seconds=[2,4]; 
  threads=[]; 
  array=range(len(seconds)); 
  for i in array : 
    t=MyThread(loop,(i,choice(seconds)),loop.__name__); 
    threads.append(t); 
  print "main Thread begins at ",ctime(); 
  for t in threads : 
    t.start(); 
  for t in threads : 
    t.join();     
  print "main Thread ends at ",ctime(); 
 
if __name__=="__main__" : 
  main();

從上面可以看出MyThread繼承了threading.Thread類，并在初始化方法中執(zhí)行了必要的參數(shù)賦值。值得注意的是在Java類的繼承中，如果不顯示的指定調(diào)用父類的構(gòu)造方法，那么默認(rèn)將調(diào)用父類的無參構(gòu)造方法。而在Python中，就不會(huì)主動(dòng)去調(diào)用。所以這里需要顯示的調(diào)用父類的初始化方法。

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

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