Python 多线程之_thread 与threading 模块
在Python 程序中,多线程的应用程序会创建一个函数,来执行需要重复执行多次的程序代码,然后创建一个线程执行该函数。一个线程是一个应用程序单元,用于在后台并行执行多个耗时的动作。
在多线程的应用程序中,每一个线程的执行时间等于应用程序所花的CPU 时间除以线程的数目。因为线程彼此之间会分享数据,所以在更新数据之前,必须先将程序代码锁定,如此所有的线程才能同步。
Python 程序至少有一个线程,这就是主线程,程序在启动后由Python 解释器负责创建主线程,在程序结束后由Python 解释器负责停止主线程。
在多线程中,主线程负责其他线程的启动、挂起、停止等操作。其他线程被称为子线程。Python 提供了两个多线程模块,即_thread 和threading 。_thread 模块提供低级的接口,用于支持小型的进程线程;threading 模块则以thread 模块为基础,提供高+级的接口。推荐使用threading 模块。
除了_thread 模块与threading 模块之外,早期Python 版本还有一个queue 模块。queue 模块内的queue 类可以在多个线程中安全地移动Python 对象。在Python 3 中,thread 模块已被废弃,用户可以使用threading 模块代替。所以,在Python 3 中不能再使用thread 模块。为了兼容性,Python 3 将thread 重命名为_thread 。
_thread 模块
Python 中使用线程的方式有两种:函数或者用类来包装线程对象。例如调用_thread 模块中的start_new_thread() 函数来产生新线程。其语法如下:
_thread.start_new_thread ( function, args[, kwargs] )
该函数的参数如下:
(1 )function :线程的函数名称。
(2 )args :传递给线程函数的参数,必须是元组类型。
(3 )kwargs :关键字参数,是可选参数。
_thread 模块中其他的函数如下:
(1 )_thread.allocate_lock() :创建并返回一个lckobj 对象。lckobj 对象有以下3 个方法:
l lckobj.acquire([flag]) :用来捕获一个lock 。
l lcjobj.release() :释放lock 。
l lckobj.locked() :若对象成功锁定,则返回True ;否则返回False 。
(2 )_thread.exit() :拋出一个SystemExit ,以终止线程的执行。它与sys.exit() 函数相同。
(3 )_thread.get_ident() :读取目前线程的识别码。
【例15.1 】使用_thread 模块创建多线程(源代码\ch15\15.1.py )
import _thread
import time
# 为线程定义一个函数
def print_time( threadName, delay):
count = 0
while count < 5:
time.sleep(delay)
count += 1
print ("%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) ))
# 创建两个线程
try:
_thread.start_new_thread( print_time, ("线程1", 2, ) )
_thread.start_new_thread( print_time, ("线程2", 4, ) )
except:
print ("Error: 无法启动线程")
while 1:
pass
保存并运行程序,输出结果如下:
线程1: Wed Jan 5 11:51:45 2022 线程2: Wed Jan 5 11:51:47 2022 线程1: Wed Jan 5 11:51:48 2022 线程1: Wed Jan 5 11:51:50 2022 线程2: Wed Jan 5 11:51:51 2022 线程1: Wed Jan 5 11:51:52 2022 线程1: Wed Jan 5 11:51:54 2022 线程2: Wed Jan 5 11:51:56 2022 线程2: Wed Jan 5 11:52:00 2022 线程2: Wed Jan 5 11:52:04 2022
执行以上线程后可以按组合键Ctrl+C 退出。
模块
threading 模块的函数如下:
(1 )threading.activeCount() :返回活动中的线程对象数目。
(2 )threading.currentThread() :返回目前控制中的线程对象。
(3 )threading.enumerate() :返回活动中的线程对象列表。
每一个threading.Thread 类对象都有以下方法:
(1 )threadobj.start() :执行run() 方法。
(2 )threadobj.run() :此方法被start() 方法调用。
(3 )threadobj.join([timeout]) :此方法等待线程结束。timeout 的单位是秒。
(4 )threadobj.isAlive () :返回线程是否是活动的。
(5 )threadobj.getName() :返回线程名。
(6 )threadobj.setName() :设置线程名。
下面的示例直接从threading.Thread 类继承创建一个新的子类,并实例化后调用start() 方法启动新线程,即它调用了线程的run() 方法。
【例15.2 】使用threading 模块创建多线程(源代码\ch15\15.2.py )。
import threading
import time
exitFlag = 0
class myThread (threading.Thread):
def __init__(self, threadID, name, counter):
threading.Thread.__init__(self)
self.threadID = threadID
self.name = name
self.counter = counter
def run(self):
print ("开始线程:" + self.name)
print_time(self.name, self.counter, 5)
print ("退出线程:" + self.name)
def print_time(threadName, delay, counter):
while counter:
if exitFlag:
threadName.exit()
time.sleep(delay)
print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time())))
counter -= 1
# 创建新线程
thread1 = myThread(1, "线程1", 1)
thread2 = myThread(2, "线程2", 2)
# 开启新线程
thread1.start()
thread2.start()
thread1.join()
thread2.join()
print ("退出主线程")
保存并运行程序,输出结果如下:
开始线程:线程1开始线程:线程2 线程1: Wed Jan 5 12:02:38 2022 线程2: Wed Jan 5 12:02:39 2022线程1: Wed Jan 5 12:02:39 2022 线程1: Wed Jan 5 12:02:40 2022 线程2: Wed Jan 5 12:02:41 2022线程1: Wed Jan 5 12:02:41 2022 线程1: Wed Jan 5 12:02:42 2022 退出线程:线程1 线程2: Wed Jan 5 12:02:43 2022 线程2: Wed Jan 5 12:02:45 2022 线程2: Wed Jan 5 12:02:47 2022 退出线程:线程2 退出主线程
本文节选自《 Python 编程从零开始学(视频教学版) 》,内容发布获得作者和出版社授权。
