Python多線程編程全解析：基礎(chǔ)到高級用法

作者：架構(gòu)師老盧 2024-03-27 08:47:10

Python的Threading模塊提供了多線程編程的基本工具。在下面，我將列舉一些基礎(chǔ)的多線程用法和一些高級用法，并提供相應(yīng)的源代碼，其中包含中文注釋。

Python中有多線程的支持。Python的threading模塊提供了多線程編程的基本工具。在下面，我將列舉一些基礎(chǔ)的多線程用法和一些高級用法，并提供相應(yīng)的源代碼，其中包含中文注釋。

基礎(chǔ)用法：

創(chuàng)建和啟動線程

import threading
import time

# 定義一個簡單的線程類
class MyThread(threading.Thread):
    def run(self):
        for _ in range(5):
            print(threading.current_thread().name, "is running")
            time.sleep(1)

# 創(chuàng)建兩個線程實例
thread1 = MyThread(name="Thread-1")
thread2 = MyThread(name="Thread-2")

# 啟動線程
thread1.start()
thread2.start()

# 主線程等待所有子線程結(jié)束
thread1.join()
thread2.join()

print("Main thread exiting")

線程同步 - 使用鎖

import threading

# 共享資源
counter = 0

# 創(chuàng)建鎖
counter_lock = threading.Lock()

# 定義一個簡單的線程類
class MyThread(threading.Thread):
    def run(self):
        global counter
        for _ in range(5):
            with counter_lock:  # 使用鎖保護臨界區(qū)
                counter += 1
                print(threading.current_thread().name, "Counter:", counter)

# 創(chuàng)建兩個線程實例
thread1 = MyThread(name="Thread-1")
thread2 = MyThread(name="Thread-2")

# 啟動線程
thread1.start()
thread2.start()

# 主線程等待所有子線程結(jié)束
thread1.join()
thread2.join()

print("Main thread exiting")

高級用法：

使用線程池

import concurrent.futures
import time

# 定義一個簡單的任務(wù)函數(shù)
def task(name):
    print(f"{name} is running")
    time.sleep(2)
    return f"{name} is done"

# 使用線程池
with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=3) as executor:
    # 提交任務(wù)給線程池
    future_to_name = {executor.submit(task, f"Thread-{i}"): f"Thread-{i}" for i in range(5)}

    # 獲取任務(wù)結(jié)果
    for future in concurrent.futures.as_completed(future_to_name):
        name = future_to_name[future]
        try:
            result = future.result()
            print(f"{name}: {result}")
        except Exception as e:
            print(f"{name}: {e}")

使用Condition進行線程間通信

import threading
import time

# 共享資源
shared_resource = None

# 創(chuàng)建條件變量
condition = threading.Condition()

# 定義一個寫線程
class WriterThread(threading.Thread):
    def run(self):
        global shared_resource
        for _ in range(5):
            with condition:
                shared_resource = "Write data"
                print("Writer wrote:", shared_resource)
                condition.notify()  # 通知等待的線程
                condition.wait()  # 等待其他線程通知

# 定義一個讀線程
class ReaderThread(threading.Thread):
    def run(self):
        global shared_resource
        for _ in range(5):
            with condition:
                while shared_resource is None:
                    condition.wait()  # 等待寫線程通知
                print("Reader read:", shared_resource)
                shared_resource = None
                condition.notify()  # 通知寫線程

# 創(chuàng)建寫線程和讀線程
writer_thread = WriterThread()
reader_thread = ReaderThread()

# 啟動線程
writer_thread.start()
reader_thread.start()

# 主線程等待所有子線程結(jié)束
writer_thread.join()
reader_thread.join()

print("Main thread exiting")

這些例子涵蓋了一些基礎(chǔ)和高級的多線程用法。請注意，在Python中由于全局解釋器鎖（GIL）的存在，多線程并不能充分利用多核處理器。如果需要充分利用多核處理器，可以考慮使用multiprocessing模塊進行多進程編程。

責(zé)任編輯：姜華來源：今日頭條