Python 一篇學會多線程

原文出處:https://www.cnblogs.com/yeayee/p/4952022.html


多線程和多進程是什麼自行google補腦,廖雪峯官網也有,但是不夠簡潔,有點暈,所以就整個簡單的範例。

  對於python 多線程的理解,我花了很長時間,搜索的大部份文章都不夠通俗易懂。所以,這裏力圖用簡單的例子,讓你對多線程有個初步的認識。

 

單線程

 

  在好些年前的MS-DOS時代,操作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。^_^

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from time import ctime,sleepdef 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()

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   我們先聽了一首音樂,通過for循環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。接着我們又看了一場電影,

每一場電影需要5秒鐘,因爲太好看了,所以我也通過for循環看兩遍。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。

運行結果:

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

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

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#coding=utf-8import threadingfrom time import ctime,sleepdef 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()

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  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。

運行結果:

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

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多線程

 

  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任務時代。我們聽着音樂吃着火鍋的不在是夢想。

  python提供了兩個模塊來實現多線程thread 和threading ,thread 有一些缺點,在threading 得到了彌補,爲了不浪費你和時間,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頻:

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#coding=utf-8import threadingfrom time import ctime,sleepdef 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()

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import threading

首先導入threading 模塊,這是使用多線程的前提。

 

threads = []

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

threads.append(t1)

  創建了threads數組,創建線程t1,使用threading.Thread()方法,在這個方法中調用music方法target=music,args方法對music進行傳參。 把創建好的線程t1裝到threads數組中。

  接着以同樣的方式創建線程t2,並把t2也裝到threads數組。

 

for t in threads:

  t.setDaemon(True)

  t.start()

最後通過for循環遍歷數組。(數組被裝載了t1和t2兩個線程)

 

setDaemon()

  setDaemon(True)將線程聲明爲守護線程,必須在start() 方法調用之前設置,如果不設置爲守護線程程序會被無限掛起。子線程啓動後,父線程也繼續執行下去,當父線程執行完最後一條語句print "all over %s" %ctime()後,沒有等待子線程,直接就退出了,同時子線程也一同結束。

 

start()

開始線程活動。

 

運行結果:

>>> ========================= 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,子線程(muisc 、move )和主線程(print "all over %s" %ctime())都是同一時間啓動,但由於主線程執行完結束,所以導致子線程也終止。 

 

繼續調整程序:

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...if __name__ == '__main__':    for t in threads:
        t.setDaemon(True)
        t.start()
    
    t.join()    print "all over %s" %ctime()

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  我們只對上面的程序加了個join()方法,用於等待線程終止。join()的作用是,在子線程完成運行之前,這個子線程的父線程將一直被阻塞。

  注意:  join()方法的位置是在for循環外的,也就是說必須等待for循環裏的兩個進程都結束後,纔去執行主進程。

運行結果:

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

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  從執行結果可看到,music 和move 是同時啓動的。

  開始時間4分11秒,直到調用主進程爲4分22秒,總耗時爲10秒。從單線程時減少了2秒,我們可以把music的sleep()的時間調整爲4秒。

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

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執行結果:

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

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  子線程啓動11分27秒,主線程運行11分37秒。

  雖然music每首歌曲從1秒延長到了4 ,但通多程線的方式運行腳本,總的時間沒變化。

 

本文從感性上讓你快速理解python多線程的使用,更詳細的使用請參考其它文檔或資料。

 ==========================================================

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.

 

 

        是不是感覺感覺講的意猶未盡,其實,多線程非常有意思。因爲我們在使用電腦的過程中無時無刻都在多進程和多線程。我們可以接着之前的例子繼續講:

 

  從上面例子中發現線程的創建是頗爲麻煩的,每創建一個線程都需要創建一個txt1t2...),如果創建的線程多時候這樣極其不方便。下面對通過例子進行繼續改進:

 

player.py

 

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#coding=utf-8from time import sleep, ctime 
import threadingdef muisc(func):    for i in range(2):        print 'Start playing: %s! %s' %(func,ctime())
        sleep(2) 
def move(func):    for i in range(2):        print 'Start playing: %s! %s' %(func,ctime())
        sleep(5)def player(name):
    r = name.split('.')[1]    if r == 'mp3':
        muisc(name)    else:        if r == 'mp4':
            move(name)        else:            print 'error: The format is not recognized!'list = ['愛情買賣.mp3','阿凡達.mp4']

threads = []
files = range(len(list))#創建線程for i in files:
    t = threading.Thread(target=player,args=(list[i],))
    threads.append(t)if __name__ == '__main__': 
    #啓動線程    for i in files:
        threads[i].start() 
 for i in files:
   threads[i].join()    #主線程    print 'end:%s' %ctime()

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  有趣的是我們又創建了一個player()函數,這個函數用於判斷播放文件的類型。如果是mp3格式的,我們將調用music()函數,如果是mp4格式的我們調用move()函數。哪果兩種格式都不是那麼只能告訴用戶你所提供有文件我播放不了。

 

  然後,我們創建了一個list的文件列表,注意爲文件加上後綴名。然後我們用len(list) 來計算list列表有多少個文件,這是爲了幫助我們確定循環次數。

 

  接着我們通過一個for循環,把list中的文件添加到線程中數組threads[]中。接着啓動threads[]線程組,最後打印結束時間。

 

     split()可以將一個字符串拆分成兩部分,然後取其中的一部分。

 

 

 

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>>> x = 'testing.py'
>>> s = x.split('.')[1]
>>> if s=='py':    print s

    
py

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運行結果:

 

Start playing: 愛情買賣.mp3! Mon Apr 21 12:48:40 2014Start playing: 阿凡達.mp4! Mon Apr 21 12:48:40 2014Start playing: 愛情買賣.mp3! Mon Apr 21 12:48:42 2014Start playing: 阿凡達.mp4! Mon Apr 21 12:48:45 2014end:Mon Apr 21 12:48:50 2014

 

現在向list數組中添加一個文件,程序運行時會自動爲其創建一個線程。

 

 

 

繼續改進例子:

 

  通過上面的程序,我們發現player()用於判斷文件擴展名,然後調用music()move() ,其實,music()move()完整工作是相同的,我們爲什麼不做一臺超級播放器呢,不管什麼文件都可以播放。經過改造,我的超級播放器誕生了。

 

super_player.py

 

 

 

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#coding=utf-8from time import sleep, ctime 
import threadingdef super_player(file,time):    for i in range(2):        print 'Start playing: %s! %s' %(file,ctime())
        sleep(time)#播放的文件與播放時長
list = {'愛情買賣.mp3':3,'阿凡達.mp4':5,'我和你.mp3':4}

threads = []
files = range(len(list))#創建線程for file,time in list.items():
    t = threading.Thread(target=super_player,args=(file,time))
    threads.append(t)if __name__ == '__main__': 
    #啓動線程    for i in files:
        threads[i].start() 
  for i in files:
      threads[i].join()    #主線程    print 'end:%s' %ctime()

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  首先創建字典list ,用於定義要播放的文件及時長(秒),通過字典的items()方法來循環的取filetime,取到的這兩個值用於創建線程。

 

  接着創建super_player()函數,用於接收filetime,用於確定要播放的文件及時長。

 

  最後是線程啓動運行。運行結果:

 

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Start playing: 愛情買賣.mp3! Fri Apr 25 09:45:09 2014Start playing: 我和你.mp3! Fri Apr 25 09:45:09 2014Start playing: 阿凡達.mp4! Fri Apr 25 09:45:09 2014Start playing: 愛情買賣.mp3! Fri Apr 25 09:45:12 2014Start playing: 我和你.mp3! Fri Apr 25 09:45:13 2014Start playing: 阿凡達.mp4! Fri Apr 25 09:45:14 2014end:Fri Apr 25 09:45:19 2014

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創建自己的多線程類

 

 

 

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#coding=utf-8import threading 
from time import sleep, ctime 
 
class MyThread(threading.Thread):    def __init__(self,func,args,name=''):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.name=name
        self.func=func
        self.args=args    
    def run(self):
        apply(self.func,self.args)def super_play(file,time):    for i in range(2):        print 'Start playing: %s! %s' %(file,ctime())
        sleep(time)


list = {'愛情買賣.mp3':3,'阿凡達.mp4':5}#創建線程
threads = []
files = range(len(list))for k,v in list.items():
    t = MyThread(super_play,(k,v),super_play.__name__)
    threads.append(t)        

if __name__ == '__main__': 
    #啓動線程    for i in files:
        threads[i].start() 
  for i in files:
      threads[i].join()    #主線程    print 'end:%s' %ctime()

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MyThread(threading.Thread)

 

創建MyThread類,用於繼承threading.Thread類。

 

 

 

__init__()

 

使用類的初始化方法對funcargsname等參數進行初始化。  

 

apply()

 

  apply(func [, args [, kwargs ]]) 函數用於當函數參數已經存在於一個元組或字典中時,間接地調用函數。args是一個包含將要提供給函數的按位置傳遞的參數的元組。如果省略了args,任何參數都不會被傳遞,kwargs是一個包含關鍵字參數的字典。

 

apply() 用法:

 

 

 

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#不帶參數的方法
>>> def say():    print 'say in'

>>> apply(say)
say in#函數只帶元組的參數
>>> def say(a,b):    print a,b

>>> apply(say,('hello','蟲師'))
hello 蟲師#函數帶關鍵字參數
>>> def say(a=1,b=2):    print a,b

    
>>> def haha(**kw):
    apply(say,(),kw)

    
>>> haha(a='a',b='b')
a b

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MyThread(super_play,(k,v),super_play.__name__)

 

由於MyThread類繼承threading.Thread類,所以,我們可以使用MyThread類來創建線程。

 

運行結果:

 

Start playing: 愛情買賣.mp3! Fri Apr 25 10:36:19 2014Start playing: 阿凡達.mp4! Fri Apr 25 10:36:19 2014Start playing: 愛情買賣.mp3! Fri Apr 25 10:36:22 2014Start playing: 阿凡達.mp4! Fri Apr 25 10:36:24 2014all end: Fri Apr 25 10:36:29 2014


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