Python超详细实例讲解python多线程（threading模块）

围观笑话

什么是多线程?线程（thread）是操作系统中能够进行运算的最小单位，包含于进程之中，一个进程可以有多个线程，这意味着一个进程中可以并发多个线程，即为多线程。对于一个python程序，如果需要同时大量处理多个任务，有使用多进程和多线程两种方法。在python中，实现多线程主要通过threading模块，而多进程主要通过multiprocessing模块。这两个模块的主要区别是：threading模块基于线程，而multiprocessing模块基于进程。threading模块使用共享内存来实现多线程，所有线程都共享一样的变量（这点在后续的实例中可以感受到）；而multiprocessing基于子进程，每个子进程之间都有独立的变量和数据结构。两者的区别意味着threading更使用于I/O密集型任务（例如需要进行多表格读取操作），multiprocessing模块更适用于包含较多计算的CPU密集型任务（矩阵运算，图片处理类任务）。需要注意的是，由于python中的GIL锁的存在，Python解释器只允许一个Python进程使用，这意味着对于一个解释器只允许一个进程在运行，这也是为什么threading模块无法适用于CPU密集型这类需要大量CPU资源的任务，因为一个进程的CPU资源有限，无论开启多少个线程，总的资源就只有那些，总耗时不会有太大变化。而multiprocessing模块则可以开多个进程，能够更快速的处理CPU密集型任务。关于GIL锁和Multiprocessing模块的部分就不继续深入介绍了，本次主要介绍如何使用threading模块实现多线程的相关内容。线程完整生命周期一个线程完整的生命周期包括新建——就绪——运行——阻塞——死亡。新建：即新创建一个线程对象就绪：调用start方法后，线程对象等待运行，什么时候开始运行取决于调度运行：线程处于运行状态阻塞：处于运行状态的线程被堵塞，通俗理解就是被卡住了，可能的原因包括但不限于程序自身调用sleep方法阻塞线程运行，或调用了一个阻塞式I/O方法，被阻塞的进程会等待何时解除阻塞重新运行死亡：线程执行完毕或异常退出，线程对象被销毁并释放内存主线程与子线程 我们讲的多线程实际上指的就是只在主线程中运行多个子线程，而主线程就是我们的python编译器执行的线程，所有子线程和主线程都同属于一个进程。在未添加子线程的情况下，默认就只有一个主线程在运行，他会将我们写的代码从开头到结尾执行一遍，后文中我们也会提到一些主线程与子线程的关系。不扯那么多概念了，接下来直接进入正题！实例1：直接使用Thread创建线程对象Thread类创建新线程的基本语法如下：Newthread =Thread(target=function,args=(argument1,argument2,...))Newthread:创建的线程对象function:要执行的函数argument1,argument2:传递给线程函数的参数，为tuple类型假设一个任务task(当然task可以替换为其他任何任务，本实例中仅为假设)，这个任务实现的功能是每隔1s打印某个字母，我们使用两个子线程，分别同时打印不同的字母a和b，实例如下："""Date:2024/5/15Author:猫猫不吃sakana"""fromthreadingimportThreadimporttimefromtimeimportsleep#自定义的函数，可以替换成其他任何函数deftask(threadName,number,letter):print(f"【线程开始】{threadName}")m=0whilemDate:2024/5/15Author:猫猫不吃sakana"""fromthreadingimportThreadimporttimefromtimeimportsleep#自定义的函数，可以替换成其他任何函数deftask(threadName,number,letter):print(f"【线程开始】{threadName}")m=0whilemDate:2024/5/15Author:猫猫不吃sakana"""importthreadingimporttimefromtimeimportsleep#myThread继承父类，并进行重写classmyThread(threading.Thread):#重写父类的构造函数def__init__(self,number,letter):threading.Thread.__init__(self)self.number=number#添加number变量self.letter=letter#添加letter变量#重写父类中的run函数defrun(self):print(f"【线程开始】{self.name}")task1(self.name,self.number,self.letter)print("【线程结束】",self.name)#重写父类析构函数def__del__(self):print("【线程销毁释放内存】",self.name)#自定义的函数，此处可以替换成任何其他想要多线程执行的任务deftask1(threadName,number,letter):m=0whilemDate:2024/5/15Author:猫猫不吃sakana"""importthreadingimporttimefromtimeimportsleep#myThread继承父类，并进行重写classmyThread(threading.Thread):#重写父类的构造函数def__init__(self,number,letter):threading.Thread.__init__(self)self.number=number#添加number变量self.letter=letter#添加letter变量self.daemon=True#默认前台线程#重写父类中的run函数defrun(self):print(f"【线程开始】{self.name}")task1(self.name,self.number,self.letter)print("【线程结束】",self.name)#重写父类析构函数def__del__(self):print("【线程销毁释放内存】",self.name)#自定义的函数，此处可以替换成任何其他想要多线程执行的任务deftask1(threadName,number,letter):m=0whilemDate:2024/5/15Author:猫猫不吃sakana"""importthreadingimporttime#子类myThread继承父类threading.Thread，并进行重写classmyThread(threading.Thread):#重写父类构造函数def__init__(self,number):threading.Thread.__init__(self)self.number=number#重写父类run函数，在调用start()时自动调用run函数defrun(self):print(f"【线程开始】{self.name}")Lock.acquire()#设置线程锁edit_list(self.name,self.number)Lock.release()#释放线程锁#重写父类析构函数def__del__(self):print("【线程销毁】",self.name)#自定义的任务函数defedit_list(threadName,number):whilenumber>0:time.sleep(1)data_list[number-1]+=1current_time=time.strftime('%H:%M:%S',time.localtime())print(f"[{current_time}]{threadName}修改datalist为{data_list}")number-=1print(f"【线程{threadName}完成工作】")data_list=[0,0,0,0]Lock=threading.Lock()#创建3个子线程thread1=myThread(1)thread2=myThread(2)thread3=myThread(3)#启动3个子线程thread1.start()thread2.start()thread3.start()#主进程等待所有线程完成thread1.join()thread2.join()thread3.join()print("【主进程结束】")输出为：【线程开始】Thread-1【线程开始】Thread-2【线程开始】Thread-3[09:55:22]Thread-1修改datalist为[1,0,0,0]【线程Thread-1完成工作】[09:55:23]Thread-2修改datalist为[1,1,0,0][09:55:24]Thread-2修改datalist为[2,1,0,0]【线程Thread-2完成工作】[09:55:25]Thread-3修改datalist为[2,1,1,0][09:55:26]Thread-3修改datalist为[2,2,1,0][09:55:27]Thread-3修改datalist为[3,2,1,0]【线程Thread-3完成工作】【主进程结束】【线程销毁】Thread-1【线程销毁】Thread-2【线程销毁】Thread-3 当三个线程都需要使用同一个数据时，我们只需要对线程的run方法中进行加锁和释放锁的操作即可。此时三个子线程将会进行顺序操作，前一个子线程执行完成释放锁后，后一个线程才会继续执行。要注意的是，这三个子线程使用的需要是同一把锁。 写在最后这是我第一次尝试发文，写文章的初衷就是和大家能够一起进步，有什么不足大家也可以在评论区提出来，后续可能会继续更新python的一些知识点以及自己的学习感悟，与各位共勉。threading模块还有很多可选参数和方法可供使用，详情可参见threading模块的官方文档点击链接：threading---Thread-basedparallelism—Python3.12.3文档https://docs.python.org/zh-cn/3/library/threading.html#