如何在Python中使用線程進(jìn)行編程

在軟件開(kāi)發(fā)中，線程是執(zhí)行流的一種。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行，每個(gè)線程獨(dú)立執(zhí)行，并且有自己的棧和寄存器等。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com線程是可以并發(fā)執(zhí)行的，每個(gè)線程都是獨(dú)立的，因此可以提高程序的運(yùn)行效率。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com在Python中，線程模塊是一個(gè)重要的組成部分，它為我們提供了多個(gè)線程的支持。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com本文將討論如何使用Python來(lái)實(shí)現(xiàn)線程。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

在Python中，有兩個(gè)模塊可以用于線程編程，分別為_thread（低層次模塊）和threading（高層次模塊）。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

_thread模塊提供了多線程編程的基本支持，是一個(gè)低層次模塊。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com使用該模塊，可以創(chuàng)建，啟動(dòng)和終止線程。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com這個(gè)模塊中的方法在Python 3中已經(jīng)更名為_thread。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com使用該模塊來(lái)進(jìn)行多線程編程，需要?jiǎng)?chuàng)建線程函數(shù)并且調(diào)用start_new_thread方法。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

而threading模塊對(duì)_thread模塊進(jìn)行了封裝，提供了一個(gè)更加高級(jí)的多線程編程接口。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com最大的不同是，可以創(chuàng)建Thread對(duì)象并控制線程的狀態(tài)。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

使用_thread模塊實(shí)現(xiàn)線程

在Python 3以前的版本，我們需要使用_thread模塊。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com在Python中，每個(gè)線程都是獨(dú)立的，并且有自己獨(dú)立的線程棧。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com我們可以通過(guò)以下代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)多線程：

import _thread
import time
import threading

#使用_thread模塊實(shí)現(xiàn)線程
def thread_function(thread_name,delay):
    count=0
    while(count<5):
        time.sleep(delay)
        count+=1
        print(thread_name+'執(zhí)行,已執(zhí)行'+str(count)+'次')

#開(kāi)啟三個(gè)線程
try:
    _thread.start_new_thread(thread_function,('線程1',1))
    _thread.start_new_thread(thread_function,('線程2',2))
    _thread.start_new_thread(thread_function,('線程3',3))
except Exception as e:
    print(e)

#等待所有線程執(zhí)行結(jié)束
while True:
    pass

在以上代碼中：

• _thread.start_new_thread() 方法用于開(kāi)啟新線程，并執(zhí)行指定的函數(shù)；
• threading.Thread() 類用于創(chuàng)建線程對(duì)象；
• time.sleep() 方法用于讓線程暫停一段時(shí)間；

當(dāng)執(zhí)行該代碼時(shí)，會(huì)啟動(dòng)3個(gè)線程并并行執(zhí)行。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com每個(gè)線程都會(huì)執(zhí)行thread_function函數(shù)，并在指定的時(shí)間間隔內(nèi)打印一行帶有線程名稱和執(zhí)行次數(shù)的語(yǔ)句。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

需要注意的是，如果我們?cè)?code>try中調(diào)用_thread.start_new_thread方法時(shí)發(fā)生了異常，我們會(huì)在except代碼塊中捕獲該異常。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com否則，我們將陷入死循環(huán)，因?yàn)闆](méi)有辦法終止線程，直到它們完成。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

利用threading模塊實(shí)現(xiàn)線程

threading模塊比_thread模塊提供了更加高級(jí)的線程編程接口。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.comthreading模塊提供了Thread類，可以使用該類來(lái)創(chuàng)建線程對(duì)象并控制線程狀態(tài)。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com下面是使用threading模塊實(shí)現(xiàn)線程的代碼：

import threading
import time

class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self, threadID, name, delay):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.threadID = threadID
        self.name = name
        self.delay = delay
        self.count = 0

    def run(self):
        print ("開(kāi)始線程：" + self.name)
        while self.count < 5:
            time.sleep(self.delay)
            self.count += 1
            print ("%s執(zhí)行,已執(zhí)行%s次" % (self.name, str(self.count)))
        print ("結(jié)束線程：" + self.name)

# 創(chuàng)建線程
thread1 = MyThread(1, "線程1", 1)
thread2 = MyThread(2, "線程2", 2)
thread3 = MyThread(3, "線程3", 3)

# 開(kāi)啟線程
thread1.start()
thread2.start()
thread3.start()

# 等待線程結(jié)束
thread1.join()
thread2.join()
thread3.join()

print ("退出主線程")

在以上代碼中，我們定義了MyThread類，該類繼承了threading.Thread類。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com在類中，我們定義了構(gòu)造函數(shù)和run方法。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com構(gòu)造函數(shù)用于初始化線程對(duì)象，并為線程指定ID、名稱和延遲時(shí)間。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.comrun方法是線程要執(zhí)行的代碼。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

其中，我們使用了time.sleep()方法來(lái)讓線程在指定的時(shí)間內(nèi)暫停，并通過(guò)計(jì)數(shù)器來(lái)控制線程的循環(huán)次數(shù)。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到5時(shí)，線程就會(huì)結(jié)束。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

在主線程中，我們創(chuàng)建了3個(gè)線程對(duì)象，并通過(guò)調(diào)用start()方法來(lái)開(kāi)啟線程。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com為了等待線程結(jié)束，我們使用了join()方法。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com最后，我們?cè)谥骶€程中輸出了一條消息。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

線程鎖

在線程編程中，由于多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)共享資源，我們經(jīng)常需要使用線程鎖來(lái)保證線程安全。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.comPython提供了_thread和threading兩個(gè)模塊的鎖。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com下面是一個(gè)使用threading模塊的鎖實(shí)例：

import threading

# 共享資源
num = 0

# 創(chuàng)建鎖
lock = threading.Lock()

def add_number():
    global num
    # 獲取鎖
    lock.acquire()
    try:
        # 修改共享資源
        num += 1
    finally:
        # 釋放鎖
        lock.release()

class MyThread(threading.Thread):
    def run(self):
        for i in range(100000):
            add_number()

# 創(chuàng)建線程
thread1 = MyThread()
thread2 = MyThread()

# 開(kāi)啟線程
thread1.start()
thread2.start()

# 等待線程結(jié)束
thread1.join()
thread2.join()

# 輸出結(jié)果
print(num)

在以上代碼中，我們創(chuàng)建了一個(gè)全局變量num，它將被多個(gè)線程訪問(wèn)。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com我們使用了threading.Lock()類來(lái)創(chuàng)建一個(gè)鎖對(duì)象。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com

在add_number()函數(shù)中，我們獲得了鎖對(duì)象，并修改了共享資源num的值。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com最后，我們釋放了鎖。愛(ài)掏網(wǎng) - it200.com