threading 模块的 Thread 类的使用

1. 多线程的基本概念

程序要完成两个任务：

• 任务 1 进行一项复杂的计算，需要 1 秒才能完成。
• 任务 2 读取磁盘，需要 1 秒才能完成。

我们可以串行的执行这两项任务，先执行任务 1，再执行任务 2，完成这两项任务总共需要 2 秒。

我们可以并行的执行这两项任务，同时执行这两项任务，完成这两项任务只需要 1 秒。

显然，并行执行的时间小于串行执行的时间。很多场景下，我们希望程序能够同时执行多个任务，操作系统提供了多线程的机制用于实现并行执行多个任务。在操作系统中，线程是一个可以独立执行的任务。程序执行时至少包含一个线程，可以使用线程相关的 API 创建新的线程。

Python 的 threading 模块提供了类 Thread，用户通过新建一个类 Thread 创建新的线程，本文描述了类 Thread 的基本使用。

2. 多线程的基本使用

Python 的 threading 模块中提供了类 Thread 用于实现多线程，用户有两种使用多线程的方式:

• 在线程构造函数中指定线程的入口函数。
• 自定义一个类，该类继承类 Thread，在自定义的类中实现 run 方法。

2.1 线程的构造函数和重要的成员方法

本节介绍 Thread 相关的三个函数的功能：

• 类 Thread 的构造函数
• 类 Thread 的 start 方法
• 类 Thread 的 join 方法

2.1.1 类Thread的构造函数

Thread(group = None, target = None, name = None, args = (), kwargs = {}) 

参数的含义如下：

• group: 线程组，目前还没有实现，在此处必须是 None。
• target: 线程的入口函数，线程从该函数开始执行。
• name: 线程名。
• args: 线程的入口函数的参数，以元组的形式传入。
• kwargs: 线程的入口函数的参数，以字典的形式传入。

使用 Thread 构造一个新线程时，必须指定 target 和 args 两个参数，target 为线程的入口，args 为线程入口函数的参数。

2.1.2 类 Thread 的 start 方法

start()

在线程对象的构造函数中 target 指定了线程入口函数，args 指定了线程入口函数的参数。线程对象的 start 方法使新线程开始执行，执行函数 target(args)。

2.1.3 类 Thread 的 join 方法

join()

调用线程对象的 start 方法后，新线程开始执行函数 target(args)。调用线程对象的 join 方法，主线程阻塞，等待新线程执行完毕。

2.2 指定线程的入口函数

下面通过一个具体的例子，说明通过指定线程的入口函数的方式使用多线程。

import time
import threading

def thread_entry(begin, end):
    for i in range(begin, end):
        time.sleep(1)
        print(i)

t0 = threading.Thread(target = thread_entry, args = (1, 4))
t1 = threading.Thread(target = thread_entry, args = (101, 104))
t0.start()
t1.start()
t0.join()
t1.join()

• 在第 9 行和第 10 行，通过调用 Thread 的构造函数创建了两个线程。

• 在第 9 行，设定线程的入口函数为 thread_entry，传递给入口函数两个参数：1 和 4，新的线程将执行 thread_entry(1, 4)，变量 t0 指向新创建的线程对象。

• 在第 10 行，设定线程的入口函数为 thread_entry，传递给入口函数两个参数：101 和 104，新的线程将执行 thread_entry(101, 104)，变量 t1 指向新创建的线程对象。

• 在第 4 行到第 7 行，定义了线程入口函数，该函数的功能是打印在 [begin, end) 区间的整数，每打印一个整数，调用 time.sleep(1) 睡眠 1 秒钟。

• 在第 11 行，调用 start 方法启动线程 t0，t0 开始执行 thread_entry(1, 4)。

• 在第 12 行，调用 start 方法启动线程 t1，t1 开始执行 thread_entry(101, 104)。

• 在第 13 行和第 14 行，调用 join 方法，等待线程 t0 和 t1 执行完毕。

在第 9 行和第 10 行，通过调用 Thread 的构造函数创建了两个线程。

在第 9 行，设定线程的入口函数为 thread_entry，传递给入口函数两个参数：1 和 4，新的线程将执行 thread_entry(1, 4)，变量 t0 指向新创建的线程对象。

在第 10 行，设定线程的入口函数为 thread_entry，传递