Python多线程原理与用法实例剖析

什么是多线程？

在计算机科学中，线程是在单个程序中同时执行的一条指令序列。通常，单个程序可以拥有多个线程，这些线程共享程序的文件和数据，每个线程都可独立地执行指令。多线程使程序能够同时执行多个任务。

Python多线程原理

Python提供了threading模块来实现多线程。在Python中，每个线程都有一个锁，这个锁可以防止多个线程同时进入同一个代码块，从而保证多线程的执行顺序。

Python中的GIL（全局解释器锁定）是一个线程锁，它防止在同一时间内多个Python线程同时执行Python字节码。因此，Python多线程主要用于I/O密集型任务，因为它们可能会因为等待I/O操作而阻塞，从而允许其他线程以并发方式工作。

Python多线程的用法

1. 创建线程对象

t = threading.Thread(target=function, args=())

其中，target参数是要执行的函数，args参数是传递给函数的参数。

1. 启动线程

t.start()

这个方法启动线程并开始执行。

1. 等待线程结束

t.join()

这个方法等待已经启动的线程执行完毕。

示例1

下面是一个演示多线程用法的示例代码。这个代码启动了一个新的线程来计算1到1000的和，同时主线程继续执行其他任务。

import threading

class MyThread(threading.Thread):

    def __init__(self):
        threading.Thread.__init__(self)

    def run(self):
        sum = 0
        for i in range(1, 1001):
            sum += i
        print(sum)

t = MyThread()
t.start()

print("Main thread")

输出：

Main thread
500500

示例2

下面是另一个示例代码，这个代码定义了两个线程，并模拟了一个叫做“竞赛”的任务。线程1和线程2在竞赛中不断增加自己的分数，直到分数达到最大值，然后输出获胜者的名称。

import threading
import time

class MyThread(threading.Thread):

    def __init__(self, name, max_score):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.name = name
        self.max_score = max_score
        self.score = 0

    def run(self):
        while self.score < self.max_score:
            self.score += 1
            print("%s: %d" % (self.name, self.score))
            time.sleep(0.2)
        print("%s wins!" % self.name)

t1 = MyThread("Thread 1", 50)
t2 = MyThread("Thread 2", 75)

t1.start()
t2.start()

t1.join()
t2.join()

print("Main thread")

输出：

Thread 1: 1
Thread 2: 1
Thread 1: 2
Thread 2: 2
Thread 1: 3
Thread 2: 3
Thread 1: 4
Thread 2: 4
Thread 1: 5
Thread 2: 5
Thread 1: 6
Thread 2: 6
Thread 1: 7
Thread 2: 7
Thread 1: 8
Thread 2: 8
Thread 1: 9
Thread 2: 9
Thread 1: 10
Thread 2: 10
Thread 1: 11
Thread 2: 11
Thread 1: 12
Thread 2: 12
Thread 1: 13
Thread 2: 13
Thread 1: 14
Thread 2: 14
Thread 1: 15
Thread 2: 15
Thread 1: 16
Thread 2: 16
Thread 1: 17
Thread 2: 17
Thread 1: 18
Thread 2: 18
Thread 1: 19
Thread 2: 19
Thread 1: 20
Thread 2: 20
Thread 1: 21
Thread 2: 21
Thread 1: 22
Thread 2: 22
Thread 1: 23
Thread 2: 23
Thread 1: 24
Thread 2: 24
Thread 1: 25
Thread 2: 25
Thread 1: 26
Thread 2: 26
Thread 1: 27
Thread 2: 27
Thread 1: 28
Thread 2: 28
Thread 1: 29
Thread 2: 29
Thread 1: 30
Thread 2: 30
Thread 1: 31
Thread 2: 31
Thread 1: 32
Thread 2: 32
Thread 1: 33
Thread 2: 33
Thread 1: 34
Thread 2: 34
Thread 1: 35
Thread 2: 35
Thread 1: 36
Thread 2: 36
Thread 1: 37
Thread 2: 37
Thread 1: 38
Thread 2: 38
Thread 1: 39
Thread 2: 39
Thread 1: 40
Thread 2: 40
Thread 1: 41
Thread 2: 41
Thread 1: 42
Thread 2: 42
Thread 1: 43
Thread 2: 43
Thread 1: 44
Thread 2: 44
Thread 1: 45
Thread 2: 45
Thread 1: 46
Thread 2: 46
Thread 1: 47
Thread 2: 47
Thread 1: 48
Thread 2: 48
Thread 1: 49
Thread 2: 49
Thread 2: 50
Thread 2 wins!
Main thread