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Python多線程實例教程

系統(tǒng) 1522 0

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

用過Python的人都會覺得Python的多線程很類似于Java的多線程機制,但是比JAVA的多線程更靈活。在早期的Python多線程實現(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(); 


          

簡單介紹下這個代碼塊中的函數(shù)功能,sleep是線程睡眠時間,幾乎等價于JAVA中的Thread.sleep(millionseconds)

start_new_thread是實例化一個線程并運行的方法,方法的第一個參數(shù)接受一個線程運行時所執(zhí)行的函數(shù)對象,第二個參數(shù)是方法執(zhí)行時所需要的參數(shù),以一個元組的形式傳入。??

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

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

            
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Python線程運行時加入了鎖監(jiān)控機制,介紹下紅色字體標(biāo)志的幾個方法(其實紅色字體中的lock實質(zhì)是thread.lockType實例。

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

所以上一個例子的工作原理就是在啟動線程的時候,給每個線程都加了一把鎖,直到線程運行介紹,再釋放這個鎖。同時在Python的main線程中用一個while循環(huán)來不停的判斷每個線程鎖已釋放。這個方法雖然避免了最開始的例子中人為的時間控制,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)驗的會發(fā)現(xiàn)它和java.lang.Thread類非常接近。這里需要說的一點就是threading的run方法可以返回函數(shù)值,這點在用于跟蹤和判斷線程運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暮喴f明:

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


          

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

第一種方法:指定線程運行的時候調(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指向了一個具體的函數(shù)對象,而args傳入了該方法調(diào)用時所必須的參數(shù)。這里傳入了一個隨即的睡眠時間。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間的話,將會一直等待下去。

第二種方法就是指定一個可調(diào)用的類實例,實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指向從一個函數(shù)對象變成了一個可調(diào)用的類實例。

重點推薦下第三種方式,用繼承threading.Thread的方式來實現(xiàn)線程,有過Java多線程應(yīng)用的朋友一定會對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,就不會主動去調(diào)用。所以這里需要顯示的調(diào)用父類的初始化方法。

希望本文所述對大家的Python程序設(shè)計有所幫助。


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