Python3教程：多线程的使用教程

一、简介

Python中使用线程有两种方式：函数或者用类来包装线程对象。
函数式：调用 _thread 模块中的start_new_thread()函数来产生新线程。语法如下:
参数说明:

• function - 线程函数。
  
• args - 传递给线程函数的参数,他必须是个tuple类型。
  
• kwargs - 可选参数。
  

实例：

1. import _thread
2. import time
4. # 为线程定义一个函数
5. def print_time( threadName, delay):
6.    count = 0
7.    while count < 5:
8.       time.sleep(delay)
9.       count += 1
10.       print ("%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) ))
12. # 创建两个线程
13. try:
14.    _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1", 2, ) )
15.    _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2", 4, ) )
16. except:
17.    print ("Error: 无法启动线程")
19. while 1:
20.    pass

复制代码

二、线程模块

Python3 通过两个标准库_thread和threading提供对线程的支持。
_thread 提供了低级别的、原始的线程以及一个简单的锁，它相比于 threading 模块的功能还是比较有限的。
threading 模块除了包含 _thread 模块中的所有方法外，还提供的其他方法：

• threading.currentThread(): 返回当前的线程变量。
  
• threading.enumerate(): 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前，不包括启动前和终止后的线程。
  
• threading.activeCount(): 返回正在运行的线程数量，与len(threading.enumerate())有相同的结果。
  

除了使用方法外，线程模块同样提供了Thread类来处理线程，Thread类提供了以下方法:

• run(): 用以表示线程活动的方法。
  
• start():启动线程活动。
  
• join([time]): 等待至线程中止。这阻塞调用线程直至线程的join() 方法被调用中止-正常退出或者抛出未处理的异常-或者是可选的超时发生。
  
• isAlive(): 返回线程是否活动的。
  
• getName(): 返回线程名。
  
• setName(): 设置线程名。
  

三、使用 threading 模块创建线程

可以通过直接从 threading.Thread 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：

1. import threading
2. import time
4. exitFlag = 0
6. class myThread (threading.Thread):
7.     def __init__(self, threadID, name, counter):
8.         threading.Thread.__init__(self)
9.         self.threadID = threadID
10.         self.name = name
11.         self.counter = counter
12.     def run(self):
13.         print ("开始线程：" + self.name)
14.         print_time(self.name, self.counter, 5)
15.         print ("退出线程：" + self.name)
17. def print_time(threadName, delay, counter):
18.     while counter:
19.         if exitFlag:
20.             threadName.exit()
21.         time.sleep(delay)
22.         print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time())))
23.         counter -= 1
25. # 创建新线程
26. thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
27. thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)
29. # 开启新线程
30. thread1.start()
31. thread2.start()
32. thread1.join()
33. thread2.join()
34. print ("退出主线程")

复制代码

四、线程同步

如果多个线程共同对某个数据修改，则可能出现不可预料的结果，为了保证数据的正确性，需要对多个线程进行同步。
使用 Thread 对象的 Lock 和 Rlock 可以实现简单的线程同步，这两个对象都有 acquire 方法和 release 方法，对于那些需要每次只允许一个线程操作的数据，可以将其操作放到 acquire 和 release 方法之间。如下：
注意：
多线程的优势在于可以同时运行多个任务（至少感觉起来是这样）。但是当线程需要共享数据时，可能存在数据不同步的问题。
考虑这样一种情况：一个列表里所有元素都是0，线程"set"从后向前把所有元素改成1，而线程"print"负责从前往后读取列表并打印。
那么，可能线程"set"开始改的时候，线程"print"便来打印列表了，输出就成了一半0一半1，这就是数据的不同步。为了避免这种情况，引入了锁的概念。
锁有两种状态——锁定和未锁定。每当一个线程比如"set"要访问共享数据时，必须先获得锁定；如果已经有别的线程比如"print"获得锁定了，那么就让线程"set"暂停，也就是同步阻塞；等到线程"print"访问完毕，释放锁以后，再让线程"set"继续。
经过这样的处理，打印列表时要么全部输出0，要么全部输出1，不会再出现一半0一半1的尴尬场面。
实例：

1. #!/usr/bin/python3
3. import threading
4. import time
6. class myThread (threading.Thread):
7.     def __init__(self, threadID, name, counter):
8.         threading.Thread.__init__(self)
9.         self.threadID = threadID
10.         self.name = name
11.         self.counter = counter
12.     def run(self):
13.         print ("开启线程： " + self.name)
14.         # 获取锁，用于线程同步
15.         threadLock.acquire()
16.         print_time(self.name, self.counter, 3)
17.         # 释放锁，开启下一个线程
18.         threadLock.release()
20. def print_time(threadName, delay, counter):
21.     while counter:
22.         time.sleep(delay)
23.         print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time())))
24.         counter -= 1
26. threadLock = threading.Lock()
27. threads = []
29. # 创建新线程
30. thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
31. thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)
33. # 开启新线程
34. thread1.start()
35. thread2.start()
37. # 添加线程到线程列表
38. threads.append(thread1)
39. threads.append(thread2)
41. # 等待所有线程完成
42. for t in threads:
43.     t.join()
44. print ("退出主线程")

复制代码

五、线程优先级队列（ Queue）

1、queue队列

1.python3中的队列模块是queue，不是Queue
2.一般涉及到同步，多线程之类用到队列模块
3.定义了 queue.Queue 类，以及继承它的 queue.LifoQueue 类 和 queue.PriorityQueue 类 和 queue.SimpleQueue 类
4.分别对应队列类（FIFO先进先出），LIFO后进先出队列类，优先队列，无边界FIFO简单队列类
5.还有两个异常：队满和队空
2、队列queue公共方法

1. '''
2. 学习中遇到问题没人解答？小编创建了一个Python学习交流群：857662006
3. 寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助,群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！
4. '''
5. import queue
7. #创建基本队列
8. #queue.Queue(maxsize=0)创建一个队列对象（队列容量），若maxsize小于或者等于0，队列大小没有限制
9. Q=queue.Queue(10)
10. print(Q)
11. print(type(Q))
13. #1.基本方法
14. print(Q.queue)#查看队列中所有元素
15. print(Q.qsize())#返回队列的大小
16. print(Q.empty())#判断队空
17. print(Q.full())#判断队满
19. #2.获取队列，0--5
20. #Queue.put（item，block = True，timeout = None ）将对象放入队列，阻塞调用（block=False抛异常），无等待时间
21. for i in range(5):
22.     Q.put(i)
23. # Queue.put_nowait(item)相当于 put(item, False).
26. #3.读队列，0--5
27. #Queue.get(block=True, timeout=None)读出队列的一个元素，阻塞调用，无等待时间
28. while not Q.empty():
29.     print(Q.get())
30. # Queue.get_nowait()相当于get(False).取数据，如果没数据抛queue.Empty异常
33. #4.另两种涉及等待排队任务的方法
34. # Queue.task_done()在完成一项工作后，向任务已经完成的队列发送一个信号
35. # Queue.join()阻止直到队列中的所有项目都被获取并处理。即等到队列为空再执行别的操作

复制代码

3、其他

1.LifoQueue： LIFO后进先出
2.PriorityQueue：优先级队列，如果数据元素不具有可比性，则可将数据包装在忽略数据项的类中，仅比较优先级编号
3.SimpleQueue:简单队列，无跟踪任务的功能
六、Queue详细参数和用法实例

Queue 模块中的常用方法:

• Queue.qsize() 返回队列的大小
  
• Queue.empty() 如果队列为空，返回True,反之False
  
• Queue.full() 如果队列满了，返回True,反之False
  
• Queue.full 与 maxsize 大小对应
  
• Queue.get([block[, timeout]])获取队列，timeout等待时间
  
• Queue.get_nowait() 相当Queue.get(False)
  
• Queue.put(item) 写入队列，timeout等待时间
  
• Queue.put_nowait(item) 相当Queue.put(item, False)
  
• Queue.task_done() 在完成一项工作之后，Queue.task_done()函数向任务已经完成的队列发送一个信号
  
• Queue.join() 实际上意味着等到队列为空，再执行别的操作
  

实例：

1. import queue
2. import threading
3. import time
5. exitFlag = 0
7. class myThread (threading.Thread):
8.     def __init__(self, threadID, name, q):
9.         threading.Thread.__init__(self)
10.         self.threadID = threadID
11.         self.name = name
12.         self.q = q
13.     def run(self):
14.         print ("开启线程：" + self.name)
15.         process_data(self.name, self.q)
16.         print ("退出线程：" + self.name)
18. def process_data(threadName, q):
19.     while not exitFlag:
20.         queueLock.acquire()
21.         if not workQueue.empty():
22.             data = q.get()
23.             queueLock.release()
24.             print ("%s processing %s" % (threadName, data))
25.         else:
26.             queueLock.release()
27.         time.sleep(1)
29. threadList = ["Thread-1", "Thread-2", "Thread-3"]
30. nameList = ["One", "Two", "Three", "Four", "Five"]
31. queueLock = threading.Lock()
32. workQueue = queue.Queue(10)
33. threads = []
34. threadID = 1
36. # 创建新线程
37. for tName in threadList:
38.     thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
39.     thread.start()
40.     threads.append(thread)
41.     threadID += 1
43. # 填充队列
44. queueLock.acquire()
45. for word in nameList:
46.     workQueue.put(word)
47. queueLock.release()
49. # 等待队列清空
50. while not workQueue.empty():
51.     pass
53. # 通知线程是时候退出
54. exitFlag = 1
56. # 等待所有线程完成
57. for t in threads:
58.     t.join()
59. print ("退出主线程")

复制代码

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！