Python3多线程_thread模块的应用

Posted 2023-02-05 胜天半月子

文章目录

• 前言
• 一、Python3多线程
• 二、_thread模块
• • 1.单线程
  • 2.多线程
• 总结

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前言

• 参考文章

1. Python多线程_thread和Threading
2. Python3 多线程 ⭐

Python3通过两个标准库 _thread 和 threading 提供对线程的支持。
python的_thread模块提供了基本的线程和互斥锁支持，threading模块则提供了功能更全面的线程管理。

• _thread和threading

• _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，还提供其他方法。所以我们一般常用的是 threading 模块。

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一、Python3多线程

多线程类似于同时执行多个不同程序，多线程运行有如下优点：

• 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。
• 用户界面可以更加吸引人，比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理，可以弹出一个进度条来显示处理的进度。
• 程序的运行速度可能加快。
• 在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较有用了。在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
  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。

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。

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，线程总是在进程得到上下文中运行的，这些地址都用于标志拥有线程的进程地址空间中的内存。

• 线程可以被抢占（中断）。
• 在其他线程正在运行时，线程可以暂时搁置（也称为睡眠） – 这就是线程的退让。

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。

Python3 线程中常用的两个模块为：

• _thread
• threading(推荐使用)⭐⭐

thread 模块已被废弃。用户可以使用 threading 模块代替。所以，在 Python3 中不能再使用"thread" 模块。为了兼容性，Python3 将 thread 重命名为 “_thread”。

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二、_thread模块

• 参考文章

• _thread — 底层多线程 API
• python多线程与_thread模块

Python中使用线程有两种方式：函数或者用类来包装线程对象。

函数式：调用 _thread 模块中的start_new_thread()函数来产生新线程。
_thread.start_new_thread(function, args[, kwargs]):

1. 开启一个新线程并返回其标识。 线程执行函数 function [function - 线程函数]并附带参数列表 args (必须是元组)。 可选的 kwargs 参数指定一个关键字参数字典。
2. 当函数返回时，线程会静默地退出。

1.单线程

import _thread
import time
from datetime import datetime

def Test(name):
    for i in range(3):
        print(name+':'+str(i),datetime.now())
        time.sleep(1)
def main():
    Test("one")
    Test("two")

if __name__=='__main__':
    start=time.time()
    main()
    end=time.time()
    print("运行程序花费了%s秒"%(end-start))

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2.多线程

• 示例1
  代码如下（示例）：

import _thread
import time
from datetime import datetime

def Test(name):
    for i in range(3):
        print(name+':'+str(i),datetime.now())
        time.sleep(1)
def main():
        _thread.start_new_thread(Test,("one ",))
        _thread.start_new_thread(Test,("two ",))

if __name__=='__main__':
    start=time.time()
    main()
    end=time.time()
    print("运行程序花费了%s秒"%(end-start))

咦，为什么程序花费0.0秒呢？而且是第一个打印呢？原因在于当子线程还在sleep的时候，我们的父线程就已经执行完了。父线程并没有等待说让子线程执行完再执行。所以最后打印程序花费的时间是0.0秒。

这里父线程并没有等待说子线程执行完再执行，这里就涉及到了一个阻塞问题。阻塞问题我们在threading模块中讲解，利用 threading模块中的 join() 方法来阻塞。

• 示例2
  代码如下（示例）：

import _thread
import time

# 为线程定义一个函数
def print_time( threadName, delay):
   count = 0
   while count < 5:
      time.sleep(delay)
      count += 1
      print ("%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) ))

# 创建两个线程
try:
   _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1:", 2, ) )
   _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2:", 4, ) )
except:
   print ("Error: 无法启动线程")
   
print('thread ending!!!')  # 测试主线程的执行速度

while 1:
   pass

• 结果.gif
  
  由上述结果不难得知主线程中print(‘thread ending!!!’)语句率先执行完毕，可知主线程执行速度快于创建的子线程执行速度！！！

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总结

• 参考文章

1. Python多线程_thread和Threading
2. Python3 多线程 ⭐
3. _thread — 底层多线程 API
4. 进程与线程