python3中的多线程
1、优点:
1)使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理。
2)用户界面更好,运行速度快(不绝对)。
3)在一些等待性的任务实现上:如用户输入,文件读写,网络收发数据等,运用线程可以通过释放内存缓解内存占用过高的问题。
2、每个独立的线程有一个程序运行的入口,顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。
3、每个线程都有他自己的一组CPU寄存器,称为线程的上下文,该上下文反映了线程上次运行该线程的CPU寄存器的状态。
4、指令指针和堆栈指针寄存器是线程上下文中两个最重要的寄存器,线程总是在进程的上下文中运行的,这些地址都用于标志拥有线程的进程地址空间中的内存。
5、线程可以分为:
内核线程:由操作系统内核创建和撤销。
用户线程:不需要内核支持而在用户程序中实现的线程。
6、线程模块:Python3通过两个标准库_thread和threading提供对线程的支持。_thread提供了低级别的、原始的线程以及一个简单的锁,它相比于 threading 模块的功能还是比较有限的。threading 模块除了包含 _thread 模块中的所有方法外,还提供的其他方法:
1)threading.currentThread(): 返回当前的线程变量。
2)threading.enumerate(): 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前,不包括启动前和终止后的线程。
3)threading.activeCount(): 返回正在运行的线程数量,与len(threading.enumerate())有相同的结果。
除了使用方法外,线程模块同样提供了Thread类来处理线程,Thread类提供了以下方法:
1)run(): 用以表示线程活动的方法。
2)start():启动线程活动。
3)join([time]):等待至线程中止。这阻塞调用线程直至线程的join()方法被调用中止-正常退出或者抛出未处理的异常-或者是可选的超时发生。
4)isAlive(): 返回线程是否活动的。
5)getName(): 返回线程名。
6)setName(): 设置线程名。
使用threading模块创建线程:
import threading
class myThread (threading.Thread):
def __init__(self,参数1,参数2,参数3...):
threading.Thread.__init__(self)
...
def run(self):
pass
创建新的线程:这里myThread()的参数跟类定义的参数是一致的
thread1 = myThread(参数1,参数2,参数3...)
开启新的线程:
thread1.start()
等待线程至终止
thread1.join()
7、线程同步:使用Thread对象的Lock和Rlock可以实现简单的线程同步,这两个对象都有acquire方法和release方法,对于那些需要每次只允许一个线程操作的数据,可以将其操作放到 acquire 和 release 方法之间。
8、线程优先级队列:Python的Queue模块中提供了同步的、线程安全的队列类:fifoQueue,lifoQueue,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。
加锁和队列(加锁)的原理基本一致:都是保证一个先后顺序,不会出现交叉处理,避免不一致的情况发生。
来看一个实例:
import queue
import threading
import time
exitFlag = 0
class myThread (threading.Thread):
def __init__(self, threadID, name, q):
threading.Thread.__init__(self)
self.threadID = threadID
self.name = name
self.q = q
def run(self):
print ("开启线程:" + self.name)
process_data(self.name, self.q)
print ("退出线程:" + self.name)
def process_data(threadName, q):
while not exitFlag:
if not workQueue.empty():
data = q.get()#线程优先队列中是没有出队函数的,这个get():获取队列,应该就算是出队的了。
print ("%s processing %s" % (threadName, data))
time.sleep(1)
threadList = ["Thread-1", "Thread-2", "Thread-3"]
nameList = ["One", "Two", "Three", "Four", "Five"]
workQueue = queue.Queue(10)
threads = []
threadID = 1
# 填充队列
for word in nameList:
workQueue.put(word)
# 创建新线程
for tName in threadList:
thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
thread.start()
threads.append(thread)
threadID += 1
# 等待队列清空
while not workQueue.empty():
pass
# 通知线程是时候退出
exitFlag = 1
# 等待所有线程完成
for t in threads:
t.join()
print ("退出主线程")
输出: