python多线程
单线程
在好些年前的MS-DOS时代,操作系统处理问题都是单任务的,我想做听音乐和看电影两件事儿,那么一定要先排一下顺序。
(好吧!我们不纠结在DOS时代是否有听音乐和看影的应用。^_^)
from time import ctime,sleep def music(): for i in range(2): print "I was listening to music. %s" %ctime() sleep(1) def move(): for i in range(2): print "I was at the movies! %s" %ctime() sleep(5) if __name__ == '__main__': music() move() print "all over %s" %ctime()
我们先听了一首音乐,通过for循环来控制音乐的播放了两次,每首音乐播放需要1秒钟,sleep()来控制音乐播放的时长。接着我们又看了一场电影,
每一场电影需要5秒钟,因为太好看了,所以我也通过for循环看两遍。在整个休闲娱乐活动结束后,我通过
print "all over %s" %ctime()
看了一下当前时间,差不多该睡觉了。
运行结果:
>>=========================== RESTART ================================ >>> I was listening to music. Thu Apr 17 10:47:08 2014 I was listening to music. Thu Apr 17 10:47:09 2014 I was at the movies! Thu Apr 17 10:47:10 2014 I was at the movies! Thu Apr 17 10:47:15 2014 all over Thu Apr 17 10:47:20 2014
其实,music()和move()更应该被看作是音乐和视频播放器,至于要播放什么歌曲和视频应该由我们使用时决定。所以,我们对上面代码做了改造:
#coding=utf-8 import threading from time import ctime,sleep def music(func): for i in range(2): print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime()) sleep(1) def move(func): for i in range(2): print "I was at the %s! %s" %(func,ctime()) sleep(5) if __name__ == '__main__': music(u'爱情买卖') move(u'阿凡达') print "all over %s" %ctime()
对music()和move()进行了传参处理。体验中国经典歌曲和欧美大片文化。
运行结果:
>>> ======================== RESTART ================================ >>> I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 11:48:59 2014 I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 11:49:00 2014 I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 11:49:01 2014 I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 11:49:06 2014 all over Thu Apr 17 11:49:11 2014
多线程
科技在发展,时代在进步,我们的CPU也越来越快,CPU抱怨,P大点事儿占了我一定的时间,其实我同时干多个活都没问题的;于是,操作系统就进入了多任务时代。我们听着音乐吃着火锅的不在是梦想。
python提供了两个模块来实现多线程thread 和threading ,thread 有一些缺点,在threading 得到了弥补,为了不浪费你和时间,所以我们直接学习threading 就可以了。
继续对上面的例子进行改造,引入threadring来同时播放音乐和视频:
#coding=utf-8 import threading from time import ctime,sleep def music(func): for i in range(2): print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime()) sleep(1) def move(func): for i in range(2): print "I was at the %s! %s" %(func,ctime()) sleep(5) threads = [] t1 = threading.Thread(target=music,args=(u'爱情买卖',)) threads.append(t1) t2 = threading.Thread(target=move,args=(u'阿凡达',)) threads.append(t2) if __name__ == '__main__': for t in threads: t.setDaemon(True) t.start() print "all over %s" %ctime()
import threading
首先导入threading 模块,这是使用多线程的前提。
threads = []
t1 = threading.Thread(target=music,args=(u'爱情买卖',))
threads.append(t1)
创建了threads数组,创建线程t1,使用threading.Thread()方法,在这个方法中调用music方法target=music,args方法对music进行传参。 把创建好的线程t1装到threads数组中。
接着以同样的方式创建线程t2,并把t2也装到threads数组。
for t in threads:
t.setDaemon(True)
t.start()
最后通过for循环遍历数组。(数组被装载了t1和t2两个线程)
setDaemon()
setDaemon(True)将线程声明为守护线程,必须在start() 方法调用之前设置,如果不设置为守护线程程序会被无限挂起。子线程启动后,父线程也继续执行下去,当父线程执行完最后一条语句print "all over %s" %ctime()后,没有等待子线程,直接就退出了,同时子线程也一同结束。
start()
开始线程活动。
运行结果:
>>> ========================= RESTART ================================ >>> I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 12:51:45 2014 I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 12:51:45 2014 all over Thu Apr 17 12:51:45 2014
从执行结果来看,子线程(muisc 、move )和主线程(print "all over %s" %ctime())都是同一时间启动,但由于主线程执行完结束,所以导致子线程也终止。
继续调整程序:
... if __name__ == '__main__': for t in threads: t.setDaemon(True) t.start() t.join() print "all over %s" %ctime()
我们只对上面的程序加了个join()方法,用于等待线程终止。join()的作用是,在子线程完成运行之前,这个子线程的父线程将一直被阻塞。
注意: join()方法的位置是在for循环外的,也就是说必须等待for循环里的两个进程都结束后,才去执行主进程。
运行结果:
>>> ========================= RESTART ================================ >>> I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 13:04:11 2014 I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 13:04:11 2014 I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 13:04:12 2014 I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 13:04:16 2014 all over Thu Apr 17 13:04:21 2014
从执行结果可看到,music 和move 是同时启动的。
开始时间4分11秒,直到调用主进程为4分22秒,总耗时为10秒。从单线程时减少了2秒,我们可以把music的sleep()的时间调整为4秒。
... def music(func): for i in range(2): print "I was listening to %s. %s" %(func,ctime()) sleep(4) ...
执行结果:
>>> ====================== RESTART ================================ >>> I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 13:11:27 2014I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 13:11:27 2014 I was listening to 爱情买卖. Thu Apr 17 13:11:31 2014 I was at the 阿凡达! Thu Apr 17 13:11:32 2014 all over Thu Apr 17 13:11:37 2014
子线程启动11分27秒,主线程运行11分37秒。
虽然music每首歌曲从1秒延长到了4 ,但通多程线的方式运行脚本,总的时间没变化。
本文从感性上让你快速理解python多线程的使用,更详细的使用请参考其它文档或资料。
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class threading.Thread()说明:
class threading.Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})
This constructor should always be called with keyword arguments. Arguments are:
group should be None; reserved for future extension when a ThreadGroup class is implemented.
target is the callable object to be invoked by the run() method. Defaults to None, meaning nothing is called.
name is the thread name. By default, a unique name is constructed of the form “Thread-N” where N is a small decimal number.
args is the argument tuple for the target invocation. Defaults to ().
kwargs is a dictionary of keyword arguments for the target invocation. Defaults to {}.
If the subclass overrides the constructor, it must make sure to invoke the base class constructor (Thread.__init__()) before doing
anything else to the thread.
是不是感觉感觉讲的意犹未尽,其实,多线程非常有意思。因为我们在使用电脑的过程中无时无刻都在多进程和多线程。我们可以接着之前的例子继续讲:
从上面例子中发现线程的创建是颇为麻烦的,每创建一个线程都需要创建一个tx(t1、t2、...),如果创建的线程多时候这样极其不方便。下面对通过例子进行继续改进:
player.py
#coding=utf-8 from time import sleep, ctime import threading def muisc(func): for i in range(2): print 'Start playing: %s! %s' %(func,ctime()) sleep(2) def move(func): for i in range(2): print 'Start playing: %s! %s' %(func,ctime()) sleep(5) def player(name): r = name.split('.')[1] if r == 'mp3': muisc(name) else: if r == 'mp4': move(name) else: print 'error: The format is not recognized!' list = ['爱情买卖.mp3','阿凡达.mp4'] threads = [] files = range(len(list)) #创建线程 for i in files: t = threading.Thread(target=player,args=(list[i],)) threads.append(t) if __name__ == '__main__': #启动线程 for i in files: threads[i].start() for i in files: threads[i].join() #主线程 print 'end:%s' %ctime()
有趣的是我们又创建了一个player()函数,这个函数用于判断播放文件的类型。如果是mp3格式的,我们将调用music()函数,如果是mp4格式的我们调用move()函数。哪果两种格式都不是那么只能告诉用户你所提供有文件我播放不了。
然后,我们创建了一个list的文件列表,注意为文件加上后缀名。然后我们用len(list) 来计算list列表有多少个文件,这是为了帮助我们确定循环次数。
接着我们通过一个for循环,把list中的文件添加到线程中数组threads[]中。接着启动threads[]线程组,最后打印结束时间。
split()可以将一个字符串拆分成两部分,然后取其中的一部分。
>>> x = 'testing.py' >>> s = x.split('.')[1] >>> if s=='py': print s py
运行结果:
Start playing: 爱情买卖.mp3! Mon Apr 21 12:48:40 2014 Start playing: 阿凡达.mp4! Mon Apr 21 12:48:40 2014 Start playing: 爱情买卖.mp3! Mon Apr 21 12:48:42 2014 Start playing: 阿凡达.mp4! Mon Apr 21 12:48:45 2014 end:Mon Apr 21 12:48:50 2014
现在向list数组中添加一个文件,程序运行时会自动为其创建一个线程。
继续改进例子:
通过上面的程序,我们发现player()用于判断文件扩展名,然后调用music()和move() ,其实,music()和move()完整工作是相同的,我们为什么不做一台超级播放器呢,不管什么文件都可以播放。经过改造,我的超级播放器诞生了。
super_player.py
#coding=utf-8 from time import sleep, ctime import threading def super_player(file,time): for i in range(2): print 'Start playing: %s! %s' %(file,ctime()) sleep(time) #播放的文件与播放时长 list = {'爱情买卖.mp3':3,'阿凡达.mp4':5,'我和你.mp3':4} threads = [] files = range(len(list)) #创建线程 for file,time in list.items(): t = threading.Thread(target=super_player,args=(file,time)) threads.append(t) if __name__ == '__main__': #启动线程 for i in files: threads[i].start() for i in files: threads[i].join() #主线程 print 'end:%s' %ctime()
首先创建字典list ,用于定义要播放的文件及时长(秒),通过字典的items()方法来循环的取file和time,取到的这两个值用于创建线程。
接着创建super_player()函数,用于接收file和time,用于确定要播放的文件及时长。
最后是线程启动运行。运行结果:
Start playing: 爱情买卖.mp3! Fri Apr 25 09:45:09 2014 Start playing: 我和你.mp3! Fri Apr 25 09:45:09 2014 Start playing: 阿凡达.mp4! Fri Apr 25 09:45:09 2014 Start playing: 爱情买卖.mp3! Fri Apr 25 09:45:12 2014 Start playing: 我和你.mp3! Fri Apr 25 09:45:13 2014 Start playing: 阿凡达.mp4! Fri Apr 25 09:45:14 2014 end:Fri Apr 25 09:45:19 2014
创建自己的多线程类
#coding=utf-8 import threading from time import sleep, ctime class MyThread(threading.Thread): def __init__(self,func,args,name=''): threading.Thread.__init__(self) self.name=name self.func=func self.args=args def run(self): apply(self.func,self.args) def super_play(file,time): for i in range(2): print 'Start playing: %s! %s' %(file,ctime()) sleep(time) list = {'爱情买卖.mp3':3,'阿凡达.mp4':5} #创建线程 threads = [] files = range(len(list)) for k,v in list.items(): t = MyThread(super_play,(k,v),super_play.__name__) threads.append(t) if __name__ == '__main__': #启动线程 for i in files: threads[i].start() for i in files: threads[i].join() #主线程 print 'end:%s' %ctime()
MyThread(threading.Thread)
创建MyThread类,用于继承threading.Thread类。
__init__()
使用类的初始化方法对func、args、name等参数进行初始化。
apply()
apply(func [, args [, kwargs ]]) 函数用于当函数参数已经存在于一个元组或字典中时,间接地调用函数。args是一个包含将要提供给函数的按位置传递的参数的元组。如果省略了args,任何参数都不会被传递,kwargs是一个包含关键字参数的字典。
apply() 用法:
#不带参数的方法 >>> def say(): print 'say in' >>> apply(say) say in #函数只带元组的参数 >>> def say(a,b): print a,b >>> apply(say,('hello','虫师')) hello 虫师 #函数带关键字参数 >>> def say(a=1,b=2): print a,b >>> def haha(**kw): apply(say,(),kw) >>> haha(a='a',b='b') a b
MyThread(super_play,(k,v),super_play.__name__)
由于MyThread类继承threading.Thread类,所以,我们可以使用MyThread类来创建线程。
运行结果:
Start playing: 爱情买卖.mp3! Fri Apr 25 10:36:19 2014 Start playing: 阿凡达.mp4! Fri Apr 25 10:36:19 2014 Start playing: 爱情买卖.mp3! Fri Apr 25 10:36:22 2014 Start playing: 阿凡达.mp4! Fri Apr 25 10:36:24 2014 all end: Fri Apr 25 10:36:29 2014