Python 线程池、进程池

线程池的使用

线程池的基类是 concurrent.futures 模块中的 Executor，Executor 提供了两个子类，即 ThreadPoolExecutor 和 ProcessPoolExecutor，其中 ThreadPoolExecutor 用于创建线程池，而 ProcessPoolExecutor 用于创建进程池。

如果使用线程池/进程池来管理并发编程，那么只要将相应的 task 函数提交给线程池/进程池，剩下的事情就由线程池/进程池来搞定。

Exectuor 提供了如下常用方法：

• submit(fn, *args, **kwargs)：将 fn 函数提交给线程池。*args 代表传给 fn 函数的参数，*kwargs 代表以关键字参数的形式为 fn 函数传入参数。
• map(func, *iterables, timeout=None, chunksize=1)：该函数类似于全局函数 map(func, *iterables)，只是该函数将会启动多个线程，以异步方式立即对 iterables 执行 map 处理。
• shutdown(wait=True)：关闭线程池。

程序将 task 函数提交（submit）给线程池后，submit 方法会返回一个 Future 对象，Future 类主要用于获取线程任务函数的返回值。由于线程任务会在新线程中以异步方式执行，因此，线程执行的函数相当于一个“将来完成”的任务，所以 Python 使用 Future 来代表。

 

Future 提供了如下方法：

• cancel()：取消该 Future 代表的线程任务。如果该任务正在执行，不可取消，则该方法返回 False；否则，程序会取消该任务，并返回 True。
• cancelled()：返回 Future 代表的线程任务是否被成功取消。
• running()：如果该 Future 代表的线程任务正在执行、不可被取消，该方法返回 True。
• done()：如果该 Funture 代表的线程任务被成功取消或执行完成，则该方法返回 True。
• result(timeout=None)：获取该 Future 代表的线程任务最后返回的结果。如果 Future 代表的线程任务还未完成，该方法将会阻塞当前线程，其中 timeout 参数指定最多阻塞多少秒。
• exception(timeout=None)：获取该 Future 代表的线程任务所引发的异常。如果该任务成功完成，没有异常，则该方法返回 None。
• add_done_callback(fn)：为该 Future 代表的线程任务注册一个“回调函数”，当该任务成功完成时，程序会自动触发该 fn 函数。

在用完一个线程池后，应该调用该线程池的 shutdown() 方法，该方法将启动线程池的关闭序列。调用 shutdown() 方法后的线程池不再接收新任务，但会将以前所有的已提交任务执行完成。当线程池中的所有任务都执行完成后，该线程池中的所有线程都会死亡。

使用线程池来执行线程任务的步骤如下：

1. 调用 ThreadPoolExecutor 类的构造器创建一个线程池。
2. 定义一个普通函数作为线程任务。
3. 调用 ThreadPoolExecutor 对象的 submit() 方法来提交线程任务。
4. 当不想提交任何任务时，调用 ThreadPoolExecutor 对象的 shutdown() 方法来关闭线程池。

由于线程池实现了上下文管理协议（Context Manage Protocol），因此，程序可以使用 with 语句来管理线程池，这样即可避免手动关闭线程池。也就是showdown()。

使用sumbit

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import threading
import time

def func(x):
    print("等等我，我还在运行！")
    time.sleep(1)
    return "完成任务--->%s"%threading.current_thread()

def back(obj):
    print(obj.result()) #打印返回值

threads = []
with ThreadPoolExecutor(max_workers=2) as pool:
    for i in range(5):
        p = pool.submit(func,i)
        p.add_done_callback(back) #回调函数

print("主线程结束")

使用map

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import threading
import time

def func(i):
    print("等等我，我还在运行！")
    time.sleep(1)
    return "完成任务--->%s"%threading.current_thread()

with ThreadPoolExecutor(max_workers=2) as pool:
        p = pool.map(func,range(5))
        for i in p:
            print(i) #输出当前线程的返回结构
print("主线程结束")

使用wait，它接收三个参数FIRST_COMPLETED, FIRST_EXCEPTION 和ALL_COMPLETE，默认设置为ALL_COMPLETED。

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor,wait
import threading
import time

def func(i):
    print("等等我，我还在运行！")
    time.sleep(1)
    return "完成任务--->%s"%threading.current_thread()

def back(obj):
    print(obj.result()) #打印返回值

threads = []
with ThreadPoolExecutor(max_workers=2) as pool:
    for i in range(5):
        p = pool.submit(func,i)
        threads.append(p)
        p.add_done_callback(back)
    result = wait(threads)
    print("主线程结束")

进程池的使用

ProcessPoolExecutor在使用上和ThreadPoolExecutor大致是一样的，它们在futures中的方法也是相同的，但是对于map()方法ProcessPoolExecutor会多一个参数chunksize(ThreadPoolExecutor中这个参数没有任何作用)，chunksize将迭代对象切成块，将其作为分开的任务提交给pool，对于很大的iterables，设置较大chunksize可以提高性能。