Python並行程式設計(一)：執行緒的基本概念和執行緒的兩種定義方法以及join()、setDaemon(True)的使用

若數發表於2019-04-08
Python並行行程程式設計執行緒

前言：本系列將包含Python並行程式設計的相關技術內容,包括Python執行緒、Python程式、併發程式設計的非同步模式及終極大法Python分散式計算如Celery、SCOOP等相關技術。

關鍵詞： threading multiprocessing asyncio Celery

執行緒的基本概念和執行緒的兩種定義方法

執行緒是什麼？

執行緒看起來就像輕量級的程式，而程式又是什麼呢？ 程式即我們平時執行程式，比如通過點選圖示開啟的瀏覽器，QQ都是程式，程式擁有自己的獨立的記憶體空間地址，可以擁有多個執行緒；即執行緒是存在程式內，也就意味著一個程式內的執行緒可以共享一些資源，其執行緒間的切換也就比程式低得多，多個執行緒可以並行及併發執行，共享資料和資源，所以我們多數時候的執行緒通訊都是利用共享資訊的空間進行通訊，這也是後面談到的執行緒管理必備的多種執行緒通訊方式了。

在Python怎麼定義執行緒？

使用執行緒最簡單的方式就是通過目標函式的例項化：

import threading
import time


# 用於例項化執行緒目標函式
def function(i):
    time.sleep(2)
    print('Thread {} is running.'.format(i))
    time.sleep(2)
    return


for i in range(5):
    # Python模組threading.Thread方法
    t = threading.Thread(target=function, args=(i, ))
    t.start()
複製程式碼

執行截圖如下：

執行截圖
通過以上程式我們看出，定義好我們需要執行的目標函式來例項化執行緒，然後傳入引數target即函式名，然後如果需要執行的目標函式有引數需要傳遞的話即可傳入args元組，注意此處傳入的是元組tuple。 然後我們在呼叫start()方法後啟動例項化的執行緒

使用執行緒模組實現新的執行緒：

import threading
import time


class myThread(threading.Thread):
    def __init__(self, i):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.i = i

    def run(self):
        time.sleep(2)
        print('Thread {} is running.'.format(self.i))
        time.sleep(2)
        return


for i in range(1, 6):
    t = myThread(i)
    t.start()
複製程式碼

執行截圖如下：

執行截圖
通過上面的程式我們可以看出，我們需要定義新的Thread類的子類，並且通過重寫__init__方法來傳遞引數，然後重寫run()方法來實現目標函式，那麼當我們建立出新的子類後就可以例項化該子類並通過start()方法來啟動執行緒。

守護執行緒 setDaemon(True)

接下來我們在執行一段程式碼：

import threading
import time


class myThread(threading.Thread):
    def __init__(self, i):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.i = i

    def run(self):
        time.sleep(2)
        print('Thread {} is running.'.format(self.i))
        time.sleep(2)
        return

print('Mian THread starting')

for i in range(1, 6):
    t = myThread(i)
    t.start()
    
print('Mian THread end')
複製程式碼

執行截圖如下：

執行截圖
當一個程式啟動之後，會預設產生一個主執行緒，因為執行緒是程式執行流的最小單元，當設定多執行緒時，主執行緒會建立多個子執行緒；我們在主執行緒新增了兩句print()用於列印主執行緒的執行狀態，我們可以看見在預設情況下主現成直接執行完就退出了，此時子執行緒們還在執行過程中，那麼如果我們新增setDaemon(True)方法呢：

import threading
import time


class myThread(threading.Thread):
    def __init__(self, i):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.i = i

    def run(self):
        time.sleep(2)
        print('Thread {} is running.'.format(self.i))
        time.sleep(2)
        return

print('Mian THread starting')

for i in range(1, 6):
    t = myThread(i)
    t.setDaemon(True)
    t.start()
    
print('Mian THread end')
複製程式碼

執行截圖如下：

執行截圖
我們可以在執行截圖中看到，當我們使用setDaemon(True)方法，設定子執行緒為守護執行緒時，主執行緒一旦執行結束，則全部執行緒全部被終止執行，可能出現的情況就是，子執行緒的任務還沒有完全執行結束，就被迫停止。 那麼我們能不能讓主執行緒等等我們的子執行緒，等待子執行緒執行結束後，主執行緒再終止呢，即實現守護執行緒相反的效果，答案是可以得。

阻塞執行緒 join()

import threading
import time


class myThread(threading.Thread):
    def __init__(self, i):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.i = i

    def run(self):
        time.sleep(2)
        print('Thread {} is running.'.format(self.i))
        time.sleep(2)
        return


print('Mian THread starting')

threads = []
for i in range(1, 6):
    t = myThread(i)
    t.start()
    threads.append(t)

for t in threads:
    t.join()
    
print('Mian THread end')

複製程式碼

執行截圖如下：

執行截圖
我們可以看見主執行緒是在等待子執行緒執行結束才終止執行的，即join()所完成的工作就是執行緒同步，即主執行緒任務結束之後，進入阻塞狀態，一直等待其他的子執行緒執行結束之後，主執行緒再終止。

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