多线程

古城微笑少年丶 2022-04-11 12:18 36阅读 0赞

单线程

　　在好些年前的MS-DOS时代，操作系统处理问题都是单任务的，我想做听音乐和看电影两件事儿，那么一定要先排一下顺序。

（好吧！我们不纠结在DOS时代是否有听音乐和看影的应用。^_^）

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  1. from time import ctime,sleep
  3. def music():
  4.     for i in range(2):
  5.         print "I was listening to music. %s" %ctime()
  6.         sleep(1)
  8. def move():
  9.     for i in range(2):
  10.         print "I was at the movies! %s" %ctime()
  11.         sleep(5)
  13. if __name__ == '__main__':
  14.     music()
  15.     move()
  16.     print "all over %s" %ctime()

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　　我们先听了一首音乐，通过for循环来控制音乐的播放了两次，每首音乐播放需要1秒钟，sleep()来控制音乐播放的时长。接着我们又看了一场电影，

每一场电影需要5秒钟，因为太好看了，所以我也通过for循环看两遍。在整个休闲娱乐活动结束后，我通过

  1. print "all over %s" %ctime()

看了一下当前时间，差不多该睡觉了。

运行结果：

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  1. >>=========================== RESTART ================================
  2. >>> 
  3. I was listening to music. Thu Apr 17 10:47:08 2014
  4. I was listening to music. Thu Apr 17 10:47:09 2014
  5. I was at the movies! Thu Apr 17 10:47:10 2014
  6. I was at the movies! Thu Apr 17 10:47:15 2014
  7. all over Thu Apr 17 10:47:20 2014

复制代码

复制代码

　　

　　其实，music()和move()更应该被看作是音乐和视频播放器，至于要播放什么歌曲和视频应该由我们使用时决定。所以，我们对上面代码做了改造：

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复制代码

  1. #coding=utf-8
  2. import threading
  3. from time import ctime,sleep
  5. def music(func):
  6.     for i in range(2):
  7.         print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime())
  8.         sleep(1)
  10. def move(func):
  11.     for i in range(2):
  12.         print "I was at the %s! %s" %(func,ctime())
  13.         sleep(5)
  17. if __name__ == '__main__':
  18.     music(u'爱情买卖')
  19.     move(u'阿凡达')
  21.     print "all over %s" %ctime()

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　　对music()和move()进行了传参处理。体验中国经典歌曲和欧美大片文化。

运行结果：

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  1. >>> ======================== RESTART ================================
  2. >>> 
  3. I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 11:48:59 2014
  4. I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 11:49:00 2014
  5. I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 11:49:01 2014
  6. I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 11:49:06 2014
  7. all over Thu Apr 17 11:49:11 2014

复制代码

复制代码

多线程

　　科技在发展，时代在进步，我们的CPU也越来越快，CPU抱怨，P大点事儿占了我一定的时间，其实我同时干多个活都没问题的；于是，操作系统就进入了多任务时代。我们听着音乐吃着火锅的不在是梦想。

　　python提供了两个模块来实现多线程thread 和threading ，thread 有一些缺点，在threading 得到了弥补，为了不浪费你和时间，所以我们直接学习threading 就可以了。

继续对上面的例子进行改造，引入threadring来同时播放音乐和视频：

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  1. #coding=utf-8
  2. import threading
  3. from time import ctime,sleep
  6. def music(func):
  7.     for i in range(2):
  8.         print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime())
  9.         sleep(1)
  11. def move(func):
  12.     for i in range(2):
  13.         print "I was at the %s! %s" %(func,ctime())
  14.         sleep(5)
  16. threads = []
  17. t1 = threading.Thread(target=music,args=(u'爱情买卖',))
  18. threads.append(t1)
  19. t2 = threading.Thread(target=move,args=(u'阿凡达',))
  20. threads.append(t2)
  22. if __name__ == '__main__':
  23.     for t in threads:
  24.         t.setDaemon(True)
  25.         t.start()
  27.     print "all over %s" %ctime()

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import threading

首先导入threading 模块，这是使用多线程的前提。

threads = []

t1 = threading.Thread(target=music,args=(u’爱情买卖’,))

threads.append(t1)

　　创建了threads数组，创建线程t1,使用threading.Thread()方法，在这个方法中调用music方法target=music，args方法对music进行传参。 把创建好的线程t1装到threads数组中。

　　接着以同样的方式创建线程t2，并把t2也装到threads数组。

for t in threads:

　　t.setDaemon(True)

　　t.start()

最后通过for循环遍历数组。（数组被装载了t1和t2两个线程）

setDaemon()

　　setDaemon(True)将线程声明为守护线程，必须在start() 方法调用之前设置，如果不设置为守护线程程序会被无限挂起。子线程启动后，父线程也继续执行下去，当父线程执行完最后一条语句print “all over %s” %ctime()后，没有等待子线程，直接就退出了，同时子线程也一同结束。

start()

开始线程活动。

运行结果：

  1. >>> ========================= RESTART ================================
  2. >>> 
  3. I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 12:51:45 2014 I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 12:51:45 2014  all over Thu Apr 17 12:51:45 2014

　　从执行结果来看，子线程（muisc 、move ）和主线程（print “all over %s” %ctime()）都是同一时间启动，但由于主线程执行完结束，所以导致子线程也终止。

继续调整程序：

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  1. ...
  2. if __name__ == '__main__':
  3.     for t in threads:
  4.         t.setDaemon(True)
  5.         t.start()
  7.     t.join()
  9.     print "all over %s" %ctime()

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　　我们只对上面的程序加了个join()方法，用于等待线程终止。join（）的作用是，在子线程完成运行之前，这个子线程的父线程将一直被阻塞。

　　注意: join()方法的位置是在for循环外的，也就是说必须等待for循环里的两个进程都结束后，才去执行主进程。

运行结果：

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  1. >>> ========================= RESTART ================================
  2. >>> 
  3. I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 13:04:11 2014  I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 13:04:11 2014
  5. I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 13:04:12 2014
  6. I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 13:04:16 2014
  7. all over Thu Apr 17 13:04:21 2014

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　　从执行结果可看到，music 和move 是同时启动的。

　　开始时间4分11秒，直到调用主进程为4分22秒，总耗时为10秒。从单线程时减少了2秒，我们可以把music的sleep()的时间调整为4秒。

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  1. ...
  2. def music(func):
  3.     for i in range(2):
  4.         print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime())
  5.         sleep(4)
  6. ...

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执行结果：

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  1. >>> ====================== RESTART ================================
  2. >>> 
  3. I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 13:11:27 2014I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 13:11:27 2014
  5. I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 13:11:31 2014
  6. I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 13:11:32 2014
  7. all over Thu Apr 17 13:11:37 2014

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　　子线程启动11分27秒，主线程运行11分37秒。

　　虽然music每首歌曲从1秒延长到了4 ，但通多程线的方式运行脚本，总的时间没变化。

本文从感性上让你快速理解python多线程的使用，更详细的使用请参考其它文档或资料。

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

class threading.Thread()说明：

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.

  1.     是不是感觉感觉讲的意犹未尽，其实，多线程非常有意思。因为我们在使用电脑的过程中无时无刻都在多进程和多线程。我们可以接着之前的例子继续讲：

　　从上面例子中发现线程的创建是颇为麻烦的，每创建一个线程都需要创建一个tx（t1、t2、…），如果创建的线程多时候这样极其不方便。下面对通过例子进行继续改进：

player.py

复制代码

复制代码

  1. #coding=utf-8
  2. from time import sleep, ctime 
  3. import threading
  5. def muisc(func):
  6.     for i in range(2):
  7.         print 'Start playing： %s! %s' %(func,ctime())
  8.         sleep(2)
  10. def move(func):
  11.     for i in range(2):
  12.         print 'Start playing： %s! %s' %(func,ctime())
  13.         sleep(5)
  15. def player(name):
  16.     r = name.split('.')[1]
  17.     if r == 'mp3':
  18.         muisc(name)
  19.     else:
  20.         if r == 'mp4':
  21.             move(name)
  22.         else:
  23.             print 'error: The format is not recognized!'
  25. list = ['爱情买卖.mp3','阿凡达.mp4']
  27. threads = []
  28. files = range(len(list))
  30. #创建线程
  31. for i in files:
  32.     t = threading.Thread(target=player,args=(list[i],))
  33.     threads.append(t)
  35. if __name__ == '__main__': 
  36.     #启动线程
  37.     for i in files:
  38.         threads[i].start() 
  39. 　for i in files:
  40. 　　 threads[i].join()
  42.     #主线程
  43.     print 'end:%s' %ctime()

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　　有趣的是我们又创建了一个player()函数，这个函数用于判断播放文件的类型。如果是mp3格式的，我们将调用music()函数，如果是mp4格式的我们调用move()函数。哪果两种格式都不是那么只能告诉用户你所提供有文件我播放不了。

　　然后，我们创建了一个list的文件列表，注意为文件加上后缀名。然后我们用len(list) 来计算list列表有多少个文件，这是为了帮助我们确定循环次数。

　　接着我们通过一个for循环，把list中的文件添加到线程中数组threads[]中。接着启动threads[]线程组，最后打印结束时间。

  1.  split()可以将一个字符串拆分成两部分，然后取其中的一部分。

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

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运行结果：

  1. Start playing： 爱情买卖.mp3! Mon Apr 21 12:48:40 2014
  2. Start playing： 阿凡达.mp4! Mon Apr 21 12:48:40 2014
  3. Start playing： 爱情买卖.mp3! Mon Apr 21 12:48:42 2014
  4. Start playing： 阿凡达.mp4! Mon Apr 21 12:48:45 2014
  5. end:Mon Apr 21 12:48:50 2014

现在向list数组中添加一个文件，程序运行时会自动为其创建一个线程。

继续改进例子：

　　通过上面的程序，我们发现player()用于判断文件扩展名，然后调用music()和move() ，其实，music()和move()完整工作是相同的，我们为什么不做一台超级播放器呢，不管什么文件都可以播放。经过改造，我的超级播放器诞生了。

super_player.py

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复制代码

  1. #coding=utf-8
  2. from time import sleep, ctime 
  3. import threading
  5. def super_player(file,time):
  6.     for i in range(2):
  7.         print 'Start playing： %s! %s' %(file,ctime())
  8.         sleep(time)
  10. #播放的文件与播放时长
  11. list = {'爱情买卖.mp3':3,'阿凡达.mp4':5,'我和你.mp3':4}
  13. threads = []
  14. files = range(len(list))
  16. #创建线程
  17. for file,time in list.items():
  18.     t = threading.Thread(target=super_player,args=(file,time))
  19.     threads.append(t)
  21. if __name__ == '__main__': 
  22.     #启动线程
  23.     for i in files:
  24.         threads[i].start() 
  25. 　　for i in files:
  26. 　　    threads[i].join()
  28.     #主线程
  29.     print 'end:%s' %ctime()

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　　首先创建字典list ，用于定义要播放的文件及时长（秒），通过字典的items()方法来循环的取file和time，取到的这两个值用于创建线程。

　　接着创建super_player()函数，用于接收file和time，用于确定要播放的文件及时长。

　　最后是线程启动运行。运行结果：

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  1. Start playing： 爱情买卖.mp3! Fri Apr 25 09:45:09 2014
  2. Start playing： 我和你.mp3! Fri Apr 25 09:45:09 2014
  3. Start playing： 阿凡达.mp4! Fri Apr 25 09:45:09 2014
  4. Start playing： 爱情买卖.mp3! Fri Apr 25 09:45:12 2014
  5. Start playing： 我和你.mp3! Fri Apr 25 09:45:13 2014
  6. Start playing： 阿凡达.mp4! Fri Apr 25 09:45:14 2014
  7. end:Fri Apr 25 09:45:19 2014

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创建自己的多线程类

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  1. #coding=utf-8
  2. import threading 
  3. from time import sleep, ctime 
  5. class MyThread(threading.Thread):
  7.     def __init__(self,func,args,name=''):
  8.         threading.Thread.__init__(self)
  9.         self.name=name
  10.         self.func=func
  11.         self.args=args
  13.     def run(self):
  14.         apply(self.func,self.args)
  17. def super_play(file,time):
  18.     for i in range(2):
  19.         print 'Start playing： %s! %s' %(file,ctime())
  20.         sleep(time)
  23. list = {'爱情买卖.mp3':3,'阿凡达.mp4':5}
  25. #创建线程
  26. threads = []
  27. files = range(len(list))
  29. for k,v in list.items():
  30.     t = MyThread(super_play,(k,v),super_play.__name__)
  31.     threads.append(t)        
  33. if __name__ == '__main__': 
  34.     #启动线程
  35.     for i in files:
  36.         threads[i].start() 
  37. 　　for i in files:
  38. 　　    threads[i].join()
  40.     #主线程
  41.     print 'end:%s' %ctime()

复制代码

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MyThread(threading.Thread)

创建MyThread类，用于继承threading.Thread类。

__init__()

使用类的初始化方法对func、args、name等参数进行初始化。

apply()

　　apply(func [, args [, kwargs ]]) 函数用于当函数参数已经存在于一个元组或字典中时，间接地调用函数。args是一个包含将要提供给函数的按位置传递的参数的元组。如果省略了args，任何参数都不会被传递，kwargs是一个包含关键字参数的字典。

apply() 用法：

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  1. #不带参数的方法
  2. >>> def say():
  3.     print 'say in'
  5. >>> apply(say)
  6. say in
  8. #函数只带元组的参数
  9. >>> def say(a,b):
  10.     print a,b
  12. >>> apply(say,('hello','虫师'))
  13. hello 虫师
  15. #函数带关键字参数
  16. >>> def say(a=1,b=2):
  17.     print a,b
  20. >>> def haha(**kw):
  21.     apply(say,(),kw)
  24. >>> haha(a='a',b='b')
  25. a b

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

由于MyThread类继承threading.Thread类，所以，我们可以使用MyThread类来创建线程。

运行结果：

  1. Start playing： 爱情买卖.mp3! Fri Apr 25 10:36:19 2014
  2. Start playing： 阿凡达.mp4! Fri Apr 25 10:36:19 2014
  3. Start playing： 爱情买卖.mp3! Fri Apr 25 10:36:22 2014
  4. Start playing： 阿凡达.mp4! Fri Apr 25 10:36:24 2014
  5. all end: Fri Apr 25 10:36:29 2014

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