關於Python多執行緒的理解

Thinkgamer_gyt發表於2015-10-06
Python執行緒
多執行緒和多程式是什麼自行google補腦

　　對於python 多執行緒的理解，我花了很長時間，搜尋的大部份文章都不夠通俗易懂。所以，這裡力圖用簡單的例子，讓你對多執行緒有個初步的認識。

 

單執行緒

 

　　在好些年前的MS-DOS時代，作業系統處理問題都是單任務的，我想做聽音樂和看電影兩件事兒，那麼一定要先排一下順序。

（好吧！我們不糾結在DOS時代是否有聽音樂和看影的應用。^_^）

from time import ctime,sleep

def music():
    for i in range(2):
        print "I was listening to music. %s" %ctime()
        sleep(1)

def move():
    for i in range(2):
        print "I was at the movies! %s" %ctime()
        sleep(5)

if __name__ == '__main__':
    music()
    move()
    print "all over %s" %ctime()

 　　我們先聽了一首音樂，通過for迴圈來控制音樂的播放了兩次，每首音樂播放需要1秒鐘，sleep()來控制音樂播放的時長。接著我們又看了一場電影，

每一場電影需要5秒鐘，因為太好看了，所以我也通過for迴圈看兩遍。在整個休閒娛樂活動結束後，我通過

print "all over %s" %ctime()

看了一下當前時間，差不多該睡覺了。

執行結果：

>>=========================== RESTART ================================
>>> 
I was listening to music. Thu Apr 17 10:47:08 2014
I was listening to music. Thu Apr 17 10:47:09 2014
I was at the movies! Thu Apr 17 10:47:10 2014
I was at the movies! Thu Apr 17 10:47:15 2014
all over Thu Apr 17 10:47:20 2014

　　其實，music()和move()更應該被看作是音樂和視訊播放器，至於要播放什麼歌曲和視訊應該由我們使用時決定。所以，我們對上面程式碼做了改造：

#coding=utf-8
import threading
from time import ctime,sleep

def music(func):
    for i in range(2):
        print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime())
        sleep(1)

def move(func):
    for i in range(2):
        print "I was at the %s! %s" %(func,ctime())
        sleep(5)



if __name__ == '__main__':
    music(u'愛情買賣')
    move(u'阿凡達')

    print "all over %s" %ctime()

　　對music()和move()進行了傳參處理。體驗中國經典歌曲和歐美大片文化。

執行結果：

>>> ======================== RESTART ================================
>>> 
I was listening to 愛情買賣. Thu Apr 17 11:48:59 2014
I was listening to 愛情買賣. Thu Apr 17 11:49:00 2014
I was at the 阿凡達! Thu Apr 17 11:49:01 2014
I was at the 阿凡達! Thu Apr 17 11:49:06 2014
all over Thu Apr 17 11:49:11 2014

多執行緒

 

　　科技在發展，時代在進步，我們的CPU也越來越快，CPU抱怨，P大點事兒佔了我一定的時間，其實我同時幹多個活都沒問題的；於是，操作系統就進入了多工時代。我們聽著音樂吃著火鍋的不在是夢想。

　　python提供了兩個模組來實現多執行緒thread 和threading ，thread 有一些缺點，在threading 得到了彌補，為了不浪費你和時間，所以我們直接學習threading 就可以了。

繼續對上面的例子進行改造，引入threadring來同時播放音樂和視訊：

#coding=utf-8
import threading
from time import ctime,sleep


def music(func):
    for i in range(2):
        print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime())
        sleep(1)

def move(func):
    for i in range(2):
        print "I was at the %s! %s" %(func,ctime())
        sleep(5)

threads = []
t1 = threading.Thread(target=music,args=(u'愛情買賣',))
threads.append(t1)
t2 = threading.Thread(target=move,args=(u'阿凡達',))
threads.append(t2)

if __name__ == '__main__':
    for t in threads:
        t.setDaemon(True)
        t.start()

    print "all over %s" %ctime()

import threading

首先匯入threading 模組，這是使用多執行緒的前提。

 

threads = []

t1 = threading.Thread(target=music,args=(u'愛情買賣',))

threads.append(t1)

　　建立了threads陣列，建立執行緒t1,使用threading.Thread()方法，在這個方法中呼叫music方法target=music，args方法對music進行傳參。 把創建好的執行緒t1裝到threads陣列中。

　　接著以同樣的方式建立執行緒t2，並把t2也裝到threads陣列。

 

for t in threads:

　　t.setDaemon(True)

　　t.start()

最後通過for迴圈遍歷陣列。（陣列被裝載了t1和t2兩個執行緒）

 

setDaemon()

　　setDaemon(True)將執行緒宣告為守護執行緒，必須在start() 方法呼叫之前設定，如果不設定為守護執行緒程式會被無限掛起。子執行緒啟動後，父線程也繼續執行下去，當父執行緒執行完最後一條語句print "all over %s" %ctime()後，沒有等待子執行緒，直接就退出了，同時子執行緒也一同結束。

 

start()

開始執行緒活動。

 

執行結果：

>>> ========================= RESTART ================================
>>> 
I was listening to 愛情買賣. Thu Apr 17 12:51:45 2014 I was at the 阿凡達! Thu Apr 17 12:51:45 2014  all over Thu Apr 17 12:51:45 2014

　　從執行結果來看，子執行緒（muisc 、move ）和主執行緒（print "all over %s" %ctime()）都是同一時間啟動，但由於主執行緒執行完結束，所以導致子執行緒也終止。 

 

繼續調整程式：

...
if __name__ == '__main__':
    for t in threads:
        t.setDaemon(True)
        t.start()
    
    t.join()

    print "all over %s" %ctime()

　　我們只對上面的程式加了個join()方法，用於等待執行緒終止。join（）的作用是，在子執行緒完成執行之前，這個子執行緒的父執行緒將一直被阻塞。

　　注意:  join()方法的位置是在for迴圈外的，也就是說必須等待for迴圈裡的兩個程式都結束後，才去執行主程式。

執行結果：

>>> ========================= RESTART ================================
>>> 
I was listening to 愛情買賣. Thu Apr 17 13:04:11 2014  I was at the 阿凡達! Thu Apr 17 13:04:11 2014

I was listening to 愛情買賣. Thu Apr 17 13:04:12 2014
I was at the 阿凡達! Thu Apr 17 13:04:16 2014
all over Thu Apr 17 13:04:21 2014

　　從執行結果可看到，music 和move 是同時啟動的。

　　開始時間4分11秒，直到呼叫主程式為4分22秒，總耗時為10秒。從單執行緒時減少了2秒，我們可以把music的sleep()的時間調整為4秒。

...
def music(func):
    for i in range(2):
        print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime())
        sleep(4)
...

執行結果：

>>> ====================== RESTART ================================
>>> 
I was listening to 愛情買賣. Thu Apr 17 13:11:27 2014I was at the 阿凡達! Thu Apr 17 13:11:27 2014

I was listening to 愛情買賣. Thu Apr 17 13:11:31 2014
I was at the 阿凡達! Thu Apr 17 13:11:32 2014
all over Thu Apr 17 13:11:37 2014

　　子執行緒啟動11分27秒，主執行緒執行11分37秒。

　　雖然music每首歌曲從1秒延長到了4 ，但通多程線的方式執行指令碼，總的時間沒變化。

 

本文從感性上讓你快速理解python多執行緒的使用，更詳細的使用請參考其它文件或資料。

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class threading.Thread()說明：

 

class threading.Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})

This constructor should always be called with keyword arguments. Arguments are:

　　group should be None; reserved for future extension when a ThreadGroup class is implemented.

　　target is the callable object to be invoked by the run() method. Defaults to None, meaning nothing is called.

　　name is the thread name. By default, a unique name is constructed of the form “Thread-N” where N is a small decimal number.

　　args is the argument tuple for the target invocation. Defaults to ().

　　kwargs is a dictionary of keyword arguments for the target invocation. Defaults to {}.

If the subclass overrides the constructor, it must make sure to invoke the base class constructor (Thread.__init__()) before doing 

anything else to the thread.

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