Python多线程编程入门详解

什么是多线程编程？

多线程编程是指利用计算机CPU多核心，同时执行多个线程完成任务的编程方式。在Python中，多线程编程可以提高程序的运行效率，使得程序可以同时执行多个任务。

Python多线程编程的基本概念

在Python中，使用threading库可以进行多线程编程。在进行多线程编程时，需要注意以下概念：

• 线程：是程序执行的最小单元，一个线程可以独立的执行一段代码。
• 主线程：是程序的入口，也称为主线程，所有的子线程都是由主线程创建。
• 子线程：是主线程创建出来的线程，可以独立执行一段代码。
• 同步：多个线程之间的协调，保证线程间数据的正确性和一致性。
• 互斥：一段代码被一个线程占用时，其它线程就不能再访问这段代码。

Python多线程编程的基本步骤

Python多线程编程的基本步骤如下：

1. 导入threading模块
2. 创建线程
3. 开启线程
4. 等待线程完成

下面我们将会详细讲解每一步。

导入threading模块

首先要导入threading模块：

import threading

创建线程

创建线程需要使用threading.Thread类，一个线程可以通过执行一个函数来创建：

def func():
  print('Thread is running...')

t = threading.Thread(target=func)

在这个例子中，我们定义了一个函数func，目的是让这个函数在新的线程中执行。使用threading.Thread类，并将target参数指向这个函数，就可以创建一个新的线程t。

开启线程

创建好线程之后，需要使用start()方法来启动线程：

t.start()

线程将会在启动后执行target参数所指向的函数。

等待线程完成

如果想要等待线程完成之后再执行后面的代码，可以使用join()方法：

t.join()
print("Thread is finished")

在这个例子中，主线程将不会进行到这一步，直到子线程执行完成后，才会执行print("Thread is finished")语句。

Python多线程编程的示例

示例一：计算1~10000000的和

import threading

class SumThread(threading.Thread):

    def __init__(self, start, end):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.start = start
        self.end = end
        self.result = 0

    def run(self):
        for i in range(self.start, self.end):
            self.result += i

t1 = SumThread(1, 5000000)
t2 = SumThread(5000001, 10000001)

t1.start()
t2.start()

t1.join()
t2.join()

print(t1.result + t2.result)

在这个例子中，我们创建了两个SumThread线程，分别计算1~5000000和5000001~10000000两个数列的和，在两个线程执行完成之后将每个线程的结果相加即可得到1~10000000的总和。

示例二：多线程下载图片

import requests
import threading

def download_image(url, name):
    response = requests.get(url)
    with open(name, 'wb') as f:
        f.write(response.content)

urls = [
    'https://www.example.com/image1.jpg',
    'https://www.example.com/image2.jpg',
    'https://www.example.com/image3.jpg',
    'https://www.example.com/image4.jpg',
    'https://www.example.com/image5.jpg'
]

for i in range(len(urls)):
    t = threading.Thread(target=download_image, args=(urls[i], f'image{i+1}.jpg'))
    t.start()

在这个例子中，我们从如上所示的URL列表下载五个图片，我们使用for循环来创建五个线程，每个线程分别下载一张图片，由于线程之间是并行的，因此可以更快的下载图片。