【python学习】Python 线程编程（类内多线程编程）

2023-12-01 23:12
文章标签 python 线程 学习 多线程 编程 类内

本文主要是介绍【python学习】Python 线程编程（类内多线程编程），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Python线程编程（类内多线程编程）

文章目录

  • Python线程编程（类内多线程编程）
    • 多线程编程的函数
    • Function级多线程编程
    • class级多线程编程
      • 进阶 类内多线程

多线程可以同时执行一段代码的多个程序。使用多线程可能使程序运行速度更快。

线程和进程不同：可以这样来简单理解，一个程序包含一个或多个进程，一个进程包含一个或多个线程。也就是说程序 > 进程 > 线程。进程之间、线程之间、进程和线程之间可以共享数据。线程也被称为轻量级进程。

线程是操作系统能够运行的最小单位，线程包含在进程中，是进程中的实际运作单位。

Python 线程编程提供了两个模块，即 _thread和threading，其中 _thread是低级模块，threading 是高级模块，它对 _thread模块进行了封装。

import threading
# 或者
from threading import thread

python 多线程编程方法主要有两种，一种是针对Function的，一种是针对Class的。

多线程编程的函数

Thread创建线程Thread(target,args)
方法名说明用法
start启动线程start()
join阻塞直到线程执行结束join(timeout=None)
run用来重载，表示线程活动的方法run()
getName获取线程的名字getName()
setName设置线程的名字setName(name)
is_alive判读线程是否存活is_alive()
setDaemon守护线程setDaemon(True)

Function级多线程编程

Function级别多线程主要是调用Thread模块，Thread模块在Threading库中，Thread本身也是一个类class

该类的接口为

Thread(target, name, args, [kwargs])

target表示一个可调用的对象，可以是一个函数function。

name表示线程的名字，默认创建一个Thread-N格式的唯一名称。

如果target是一个带有参数的函数，则需要使用到args或[kwargs]。

from threading import Thread
t1 = Thread(target=function_name)

上述代码，就是初始化了一个Thread类的对象，其中function_name填写自己的函数名称，这样就新建了一个该函数的线程。

我们可以使用for循环初始化多个线程

from threading import Thread
def task(value):print("I am ", value)time.sleep(3)

一个稍微复杂一点的程序：

list_a = [0, 0, 0, 0, 0, 0]
def task(value):list_a[value] += valueprint("[%s] %s 修改第 %d 个值，修改后值为:%d" % (time.ctime(time.time()), threading.current_thread().name, value, list_a[value]))print("--------------程序开始--------------")
threads_pool = []
for i in range(len(list_a)):t = Thread(target=task,name=i, kwargs={"value": i})   # 初始化6个线程threads_pool.append(t)# 第一个for循环更高级的写法是
threads_pool = [Thread(target=task,name=i, kwargs={"value": i}) for i in range(len(list_a))]# 初始化的线程需要start命令启动，start会自动调用线程中的run命令运行
for t in threads_pool:t.start()for t in threads_pool:t.join()print("---------------程序结束------------")

输出：

--------------程序开始--------------
[Fri Dec  1 21:41:13 2023] Thread-1 修改第 0 个值，修改后值为:0
[Fri Dec  1 21:41:13 2023] 1 修改第 1 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:41:13 2023] 2 修改第 2 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:41:13 2023] 3 修改第 3 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:41:13 2023] 4 修改第 4 个值，修改后值为:4
[Fri Dec  1 21:41:13 2023] 5 修改第 5 个值，修改后值为:5
---------------程序结束------------

注意：看来线程的名字不能被命名为数字0。

上面一个稍微复杂的代码共开了六个线程，每个线程对指定为的list_a数组进行加值的操作，

class级多线程编程

class级多线程编程通过定义一个继承Thread线程类的子类来创建线程。

继承于threading.Thread类的子类，需要对init等方法进行重写：

该段代码来自Python 多线程 | 菜鸟教程 (runoob.com)

import threading
import time
from threading import Thread# list = [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]
class myThread(threading.Thread):def __init__(self,threadId,name,counter):threading.Thread.__init__(self)self.threadId = threadIdself.name = nameself.counter = counterglobal listlist = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]def run(self):print ("开始线程:",self.name)# 获得锁，成功获得锁定后返回 True# 可选的timeout参数不填时将一直阻塞直到获得锁定# 否则超时后将返回 False# threadLock.acquire()print_time(self.name,self.counter,list.__len__())# 释放锁# threadLock.release()def __del__(self):print (self.name,"线程结束！")
def print_time(threadName,delay,counter):while counter:time.sleep(delay)list[counter-1] += 1print("[%s] %s 修改第 %d 个值，修改后值为:%d" % (time.ctime(time.time()),threadName,counter,list[counter-1]))counter -= 1threadLock = threading.Lock()
threads = []
# 创建新线程
thread1 = myThread(1,"Thread-1",1)
thread2 = myThread(2,"Thread-2",2)
thread3 = myThread(3, "Thread-3",3)
# 开启新线程
thread1.start()
thread2.start()
thread3.start()
# 添加线程到线程列表
threads.append(thread1)
threads.append(thread2)
threads.append(thread3)
# 等待所有线程完成
for t in threads:t.join()
print("主进程结束！")
print("list:", list)

该段代码实现了对Thread继承的一个类，并重写了run()函数。

输出如下：

开始线程: Thread-1
开始线程: Thread-2
开始线程: Thread-3
[Fri Dec  1 21:56:13 2023] Thread-1 修改第 12 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:14 2023] Thread-1 修改第 11 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:14 2023] Thread-2 修改第 12 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:15 2023] Thread-3 修改第 12 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:15 2023] Thread-1 修改第 10 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:16 2023] Thread-1 修改第 9 个值，修改后值为:1[Fri Dec  1 21:56:16 2023] Thread-2 修改第 11 个值，修改后值为:2[Fri Dec  1 21:56:17 2023] Thread-1 修改第 8 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:18 2023] Thread-3 修改第 11 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:18 2023] Thread-2 修改第 10 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:18 2023] Thread-1 修改第 7 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:19 2023] Thread-1 修改第 6 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:20 2023] Thread-2 修改第 9 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:20 2023] Thread-1 修改第 5 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:21 2023] Thread-3 修改第 10 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:21 2023] Thread-1 修改第 4 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:22 2023] Thread-2 修改第 8 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:22 2023] Thread-1 修改第 3 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:23 2023] Thread-1 修改第 2 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:24 2023] Thread-3 修改第 9 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:24 2023] Thread-2 修改第 7 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:24 2023] Thread-1 修改第 1 个值，修改后值为:1
[Fri Dec  1 21:56:26 2023] Thread-2 修改第 6 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:27 2023] Thread-3 修改第 8 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:28 2023] Thread-2 修改第 5 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:30 2023] Thread-3 修改第 7 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:30 2023] Thread-2 修改第 4 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:32 2023] Thread-2 修改第 3 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:33 2023] Thread-3 修改第 6 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:34 2023] Thread-2 修改第 2 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:36 2023] Thread-3 修改第 5 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:36 2023] Thread-2 修改第 1 个值，修改后值为:2
[Fri Dec  1 21:56:39 2023] Thread-3 修改第 4 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:42 2023] Thread-3 修改第 3 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:45 2023] Thread-3 修改第 2 个值，修改后值为:3
[Fri Dec  1 21:56:48 2023] Thread-3 修改第 1 个值，修改后值为:3
主进程结束！
list: [3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3]
False
Thread-1 线程结束！
Thread-2 线程结束！
Thread-3 线程结束！Process finished with exit code 0

该段代码实现了，开3个线程，每个线程对list数组每个数据进行加1操作。

进阶 类内多线程

有的时候，我们可能在一个类class内部，再实现一个类class，该类被称为内部类，我们希望通过内部类来实现多线程，它的方法和外部类的方法总体比较相似，只要把内部类看作是self的一部分即可。

class Ant_Colony(object):class ant(Thread):def __init__(self, initital_location, ant_id):Thread.__init__(self)self.route = []self.initital_location = initital_locationself.id = ant_iddef run(self):print("开始线程 ant_id: ", self.id)self.calcute_route()def calcute_route(self):offsets = [(-1, 1), (0, 1), (1, 1), (-1, 0), (1, 0), (-1, -1), (0, -1), (1, -1)]cur_pos = self.initital_locationfor offset in offsets:pos_x = cur_pos[0] + offset[0]pos_y = cur_pos[1] + offset[1]if map[pos_x][pos_y] != 0 and pos_x >= 0 and \pos_x < 5 and pos_y >= 0 and pos_y < 5:pheromone[pos_x][pos_y] += 1print("ant_id = %d, pos_x = %d, pos_y = %d" % (self.id, pos_x, pos_y))else:continuedef __del__(self):print("ant_id ", self.id, " 线程结束！")def __init__(self, map, pheronome, ant_num):self.map = mapglobal pheromonepheromone = pheromone# self.pheromone = pheronomeself.ant_num = ant_numself.ants = self._init_ants()def _init_ants(self):return [self.ant([0, 1], i) for i in range(self.ant_num)]def run(self):for ant in self.ants:ant.start()for ant in self.ants:ant.join()self.print()def print(self):print("1")print("类内", pheromone)

输出：

类外： [[0.85956061 0.1645695  0.48347596 0.92102727 0.42855644][0.05746009 0.92500743 0.65760154 0.13295284 0.53344893][0.8994776  0.24836496 0.03017182 0.07244715 0.87416449][0.55843035 0.91604736 0.63346045 0.28325261 0.36536881][0.09223386 0.37251258 0.34742278 0.70517077 0.64850904]]
开始线程 ant_id:  0
ant_id = 0, pos_x = 0, pos_y = 2
ant_id = 0, pos_x = 1, pos_y = 2
ant_id = 0, pos_x = 1, pos_y = 1
ant_id = 0, pos_x = 0, pos_y = 0
ant_id = 0, pos_x = 1, pos_y = 0开始线程 ant_id:  1
ant_id = 1, pos_x = 0, pos_y = 2ant_id = 1, pos_x = 1, pos_y = 2开始线程 ant_id:  
ant_id = 1, pos_x = 1, pos_y = 1
ant_id = 1, pos_x = 0, pos_y = 0
ant_id = 1, pos_x = 1, pos_y = 0
2
ant_id = 2, pos_x = 0, pos_y = 2
ant_id = 2, pos_x = 1, pos_y = 2
ant_id = 2, pos_x = 1, pos_y = 1
ant_id = 2, pos_x = 0, pos_y = 0
ant_id = 2, pos_x = 1, pos_y = 0
1
类内 [[3.85956061 0.1645695  3.48347596 0.92102727 0.42855644][3.05746009 3.92500743 3.65760154 0.13295284 0.53344893][0.8994776  0.24836496 0.03017182 0.07244715 0.87416449][0.55843035 0.91604736 0.63346045 0.28325261 0.36536881][0.09223386 0.37251258 0.34742278 0.70517077 0.64850904]]
类外 [[3.85956061 0.1645695  3.48347596 0.92102727 0.42855644][3.05746009 3.92500743 3.65760154 0.13295284 0.53344893][0.8994776  0.24836496 0.03017182 0.07244715 0.87416449][0.55843035 0.91604736 0.63346045 0.28325261 0.36536881][0.09223386 0.37251258 0.34742278 0.70517077 0.64850904]]
ant_id  2  线程结束！
ant_id  1  线程结束！
ant_id  0  线程结束！

这篇关于【python学习】Python 线程编程（类内多线程编程）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/443060。

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