Python多线程的一些知识

Posted 2023-01-11

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Python多线程的一些知识相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Python多线程的一些知识

前言

了更好地体验多线程爬虫，本章先介绍下需要了解的知识点，以便后续的多线程爬虫文章有更好的理解与学习。

在接下来要讲的知识点中，感兴趣的读者们请先弄清楚进程和线程两者是什么？它们各自有着什么样的关系呢？读下廖雪峰老师简单介绍的例子，比喻非常生动清晰，故这里不多做讲解。

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017627212385376

看完后记住其中一个观念：进程是由若干线程组成的，一个进程至少有一个线程。(面试中常会问到的知识点)

多线程和计算机 cpu 之间的联系

经过上面的概念介绍，大家想两个问题，为什么在编写代码的过程中要使用多进程或者多线程？

世界上第一台计算机被美国国防部用来进行弹道计算。随着时间消逝，到了 20 世纪 70 年代以后，微处理机的出现，使电子计算机的应用越来越广泛。

同时，计算机本身的硬件也不断的发生了变化，比如早年的家用计算机只能存储 kb 单位的数据，而现在则可以存储 TB 以上的数据。又比如，计算机的核心组件 CPU 从原来的单核变为了多核。

Python多线程的一些知识_子线程

图片来源百度

中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
百度

笔者现在用的这台 windows 电脑，如何查看它的 cpu 核心数呢？

按下 win 键（在 alt 左边） + R ，打开运行窗口，输入 cmd：

Python多线程的一些知识_多线程_02

输入 wmic，回车：

Python多线程的一些知识_多线程_03

再输入 cpu get *，回车：

Python多线程的一些知识_多线程_04

拖拽滚动条，看到下图：

Python多线程的一些知识_多线程_05

有 2 个核心，而笔者的 CPU 型号是：

Python多线程的一些知识_python_06

回到刚才提的问题中，不论是多线程还是多进程，最终的目的都是为了加快我们程序的运行速度，提高效率，节省时间。

假设有一家武器铺接到个订单，要打造 10 件武器。而打造武器需要铁匠，一个冶炼车间可以容纳 5 个铁匠进行冶炼。一个人打造一把武器用时 1 天。类比到计算机上， cpu 的核心数大家则可以想象成冶炼车间，有几个核心则有几个冶炼车间，线程数目可以想象成人数（老板与铁匠）。

武器铺老板（主线程）一共招收了 10 个铁匠小弟（子线程），但是早期的时候只有一个冶炼车间（cpu 核心数）。那么打造 10 件武器时，只能最多有 5 个人干活。第一天前 5 个铁匠干活，第二天后 5 个铁匠干活。这样加起来 10 把武器则需要 2 天才能完成。(单核心，多个线程在单个核心上间歇运行)

后来呢，皇城下的王子（订单主人）觉得武器店效率太慢！这样的效率不高，既然铁匠有 10 个人，那再造一间冶炼车间就好了呀！所以投资新建了一间冶炼车间。于是过些时日，武器店在接到打造 10 件武器时，只用了 1 天，10 个铁匠就打造了 10 把武器。(多核心，多个线程在多个的核心上高效运行)

通过这个看似恰当又不恰当的例子，其实想说的就是现在的 cpu 多核心时代，多线程/进程可以尽量的充分利用每个核心，从而达到高效率执行任务。

Python 中的多线程

先来看看在 Python 中多线程如何使用？以上面打武器为例：

import threading
import time

def work():
    thread_name = threading.current_thread().name
    print(f铁匠小弟 thread_name 正在拼命打造武器... )
    n = 0
    while n < 5:
        n = n + 1
        print(f铁匠小弟 thread_name 抡大锤: n 次)
        time.sleep(1)
    print(f铁匠小弟 thread_name 打造武器完毕.)

def run():
    thread_name = threading.current_thread().name  # 获取当前线程名字
    print(f武器铺老板 thread_name 吆喝开工...)
    t1 = threading.Thread(target=work, name=1 号)
    t1.start()
    t1.join()
    print(f武器铺老板 thread_name 吆喝结束...)
    
run()

结果如下：

Python多线程的一些知识_多线程_07

解释下代码，在 Python 中，官方提供了一个自带的 threading 包，使用它可以来手动创建线程。

首先调用 run 函数，在 run 函数里面，先获取主线程的名字。然后武器店老板吆喝小弟 1 号开工。通过 threading.Thread 创建一个新的子线程并将其赋值为 t1，而这个子线程的任务是什么呢？它的 target 参数指向要运行的函数，也就是 work。name参数是给子线程命名。

work 具体就是铁匠小弟抡大锤，打造武器。随后回到 run 函数，使用 t1.start() 和 t1.join()，直至最终结束。这里大家就要养成查看官方文档的好习惯啦。打开 python 中文官方文档，搜索 thread，打开后，可以看到相应的方法介绍。

start、join、name详细介绍都在下方。

Python多线程的一些知识_多线程_08

Python多线程的一些知识_Python_09

现在武器铺老板只召唤了 1 个小弟，那么在增加一个小弟呢？只需要改动下代码：

def run():
    thread_name = threading.current_thread().name  # 获取当前线程名字
    print(f武器铺老板 thread_name 吆喝开工...)
    t1 = threading.Thread(target=work, name=1 号)
    t2 = threading.Thread(target=work, name=2 号)   # 多的小弟
    t1.start()
    t2.start()  # 多的小弟
    t1.join()
    t2.join()  # 多的小弟
    print(f武器铺老板 thread_name 吆喝结束...)

结果：

Python多线程的一些知识_多线程_10