python多线程编程

原创 于 2018-06-18 11:14:57 发布 · 249 阅读 · 0 ·
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#多线程

本文详细介绍了Python中多线程的应用，包括多线程的基本使用方法、多线程中的锁机制、条件变量以及队列的应用，并通过具体示例展示了如何在多线程环境下进行资源共享和同步。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

1. 多线程、多进程、多协程。多进程简单举例举例：

# encoding:utf-8
import threading
import time


def thread_one():
    time.sleep(3)
    # threading.current_thread() 显示当前进程
    print "我是线程一：我的作用是打印。%s" % threading.current_thread()


def thread_two():
    time.sleep(3)
    print "我是线程二：我想运行得更快一些。%s" % threading.current_thread()


def main():
    # threading.enumerate()查看当前进程数量
    print threading.enumerate()
    first = threading.Thread(target=thread_one)
    second = threading.Thread(target=thread_two)
    first.start()
    second.start()
    print threading.enumerate()


if __name__ == '__main__':
    main()

2. 继承自threading.thread类

这种方法分装性好，使用较多。

# encoding:utf-8
import threading
import time


class CodingThread(threading.Thread):
    def run(self):
        for x in range(3):
            print "%s正在运行中.........." % threading.current_thread()
            time.sleep(1)


class DrawingThread(threading.Thread):
    def run(self):
        for x in range(3):
            print "%s画图正在进行中" % threading.current_thread()
            time.sleep(1)


def main():
    t1 = CodingThread()
    t2 = DrawingThread()

    t1.start()
    t2.start()

if __name__ == '__main__':
    main()

3. 多线程共享全局变量以及锁机制

3.1 不加锁情况下，示例代码如下：

# encoding:utf-8
import threading

VALUE = 0


class DrawingThread(threading.Thread):
    def run(self):
        global VALUE
        for x in range(10000):
            VALUE += 1
        print VALUE
        print threading.current_thread()


def main():
    for x in range(2):
        threader = DrawingThread()
        threader.start()



if __name__ == '__main__':
    main()

结果如下：

D:\Python3\python27\python.exe D:/PyCharm/dytt_spider/thread_spider.py
11341
<DrawingThread(Thread-1, started 10488)>
15961
<DrawingThread(Thread-2, started 7780)>

Process finished with exit code 0

3.2 加锁情况下，示例代码如下：

# encoding:utf-8
import threading

VALUE = 0
glock = threading.Lock()


class DrawingThread(threading.Thread):
    def run(self):
        global VALUE
        # 上锁语法：glock.acquire()
        glock.acquire()
        for x in range(10000):
            VALUE += 1
        # 开锁语法：glock.release()
        glock.release()
        print VALUE
        print threading.current_thread()


def main():
    for x in range(2):
        threader = DrawingThread()
        threader.start()



if __name__ == '__main__':
    main()

结果为：

D:\Python3\python27\python.exe D:/PyCharm/dytt_spider/thread_spider.py
10000
<DrawingThread(Thread-1, started 7856)>
20000
<DrawingThread(Thread-2, started 11864)>

Process finished with exit code 0

4. Lock版生产者和消费者模式

生产者模式和消费者模式，是多线程中常见的模式。全局变量需要使用一把锁。实例代码如下：

# encoding:utf-8
import threading
import random
import time

gMoney = 2000
gLock = threading.Lock()
gTotalTimes = 10
gTimes = 0


class Producer(threading.Thread):
    def run(self):
        global gMoney
        global gTimes
        while True:
            money = random.randint(100, 1000)
            gLock.acquire()
            if gTimes >= gTotalTimes:
                gLock.release()
                break
            gMoney += money
            gTimes += 1
            print "%s生产了%d元，剩余%d元。"%(threading.current_thread(), money, gMoney)
            gLock.release()
            time.sleep(2)


class Consumer(threading.Thread):
    def run(self):
        global gMoney
        while True:
            money = random.randint(100, 1000)
            gLock.acquire()
            if gTimes >= gTotalTimes:
                gLock.release()
                break
            if money < gMoney:
                gMoney -= money
                print "%s消费了%d元，剩余%d元。" % (threading.current_thread(), money, gMoney)
            else:
                print "余额不足，剩余%d元" % (gMoney)
            gLock.release()
            time.sleep(2)


def main():
    for x in range(3):
        t = Producer()
        t.start()

    for x in range(3):
        t = Consumer()
        t.start()


if __name__ == '__main__':
    main()

5. Condition版生产者和消费者模式

threading.Condition是继承自threading.Lock.

condition条件对象提供如下方法： 
（1）threading.Condition() 
（2）acquire(*args) 获取锁 
（3）release()释放锁 
（4）wait([timeout]) 等待 
（5）notify(n=1) / notifyAll() 唤醒

示例代码如下：

# encoding:utf-8
import threading
import random
import time

gMoney = 1000
gLock = threading.Condition()
gTotalTimes = 10
gTimes = 0


class Producer(threading.Thread):
    def run(self):
        global gMoney
        global gTimes
        while True:
            money = random.randint(100, 1000)
            gLock.acquire()
            if gTimes >= gTotalTimes:
                gLock.release()
                break
            gMoney += money
            gTimes += 1
            print "%s生产了%d元，剩余%d元。"%(threading.current_thread(), money, gMoney)
            gLock.notify_all()
            gLock.release()
            time.sleep(2)


class Consumer(threading.Thread):
    def run(self):
        global gMoney
        while True:
            money = random.randint(100, 1000)
            gLock.acquire()
            while money > gMoney:
                if gTimes >= gTotalTimes:
                    gLock.release()
                    return
                print "%s消费余额不足，剩余%d元。" % (threading.current_thread(), gMoney)
                gLock.wait()
            gMoney -= money
            print "%s消费了%d元，剩余%d元。" % (threading.current_thread(), money, gMoney)
            gLock.release()
            time.sleep(2)


def main():
    for x in range(3):
        t = Producer()
        t.start()

    for x in range(3):
        t = Consumer()
        t.start()


if __name__ == '__main__':
    main()

6.Queue线程安全队列

6.1 在线程中，访问一些全局变量，加锁是个常用的过程。Python的Queue模块中提供了同步的、线程安全的队列类，包括FIFO（先入先出)队列Queue，LIFO（后入先出）队列LifoQueue，和优先级队列PriorityQueue。这些队列都实现了锁原语，能够在多线程中直接使用。可以使用队列来实现线程间的同步。队列：先进先出。栈：先进后出。相关的函数如下：

（1）初始化Queue(maxsize)：创建一个先进先出的队列。

（2）qsize()：返回队列的大小。

（3）empty()：判断队列是否为空。

（4）full()：判断队列是否满了。

（5）get()：从队列中取最后一个数据。

（6）put()：将一个数据放到队列中。

6.2 实例如下：

# encoding:utf-8

import Queue

q = Queue.Queue(4)

for x in range(3):
    q.put(x+1)

for x in range(3):
    print q.get()

# block默认值是True，如果队列中没有值，会一直阻塞在这里。
q.get(block=True)
# block默认值是True，如果队列中已经满了，会一直阻塞在这里，直到不满为止。
q.put(block=True)

print q.empty()
print q.full()

6.3 多线程和Queue安全线程的结合，示例如下：

# encoding:utf-8

import Queue
import time
import threading
q = Queue.Queue(4)


def set_value(q):
    index = 1
    while True:
        q.put(index)
        index += 1
        time.sleep(3)


def get_value(q):
    while True:
        print q.get()


def main():
    t1 = threading.Thread(target=set_value, args=[q])
    t2 = threading.Thread(target=get_value, args=[q])

    t1.start()
    t2.start()


if __name__ == '__main__':
    main()

6.4 使用生产者和消费者模式多线程下载offshore网站下的图片以及文章：



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