Python多线程的使用详情

下面我将详细讲解“Python多线程的使用详情”的完整攻略。

Python多线程的使用

什么是多线程？

多线程是指在一个进程中同时运行多个线程。线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。

Python中用Thread类可创建线程，用start()方法启动线程，当线程启动后会执行run()函数，这个过程是由操作系统自动完成的，我们只需关注自己写的代码即可。

多线程如何使用？

在Python中，多线程的实现比较简单，只需引入内建的threading模块即可。

import threading

def func():
    print("hello world")

t = threading.Thread(target=func)
t.start()

使用threading.Thread创建线程对象，将要执行的函数传递给target参数，然后调用start()方法执行。

示例一：

下面以多线程下载网络图片为例，在主线程中开启子线程实现同时下载多张网络图片。之后主线程根据图片下载完成的状态对图片进行保存，并统计下载用时。

import requests
import threading
import time

IMG_URLS = [
    "https://www.python.org/static/apple-touch-icon-144x144-precomposed.png",
    "https://www.python.org/static/apple-touch-icon-152x152-precomposed.png",
    "https://www.python.org/static/apple-touch-icon-120x120-precomposed.png",
    "https://www.python.org/static/apple-touch-icon-76x76-precomposed.png",
    "https://www.python.org/static/apple-touch-icon-precomposed.png",
    "https://www.python.org/static/favicon.ico",
]

def download_img(url):
    response = requests.get(url)
    with open(url.split("/")[-1], "wb") as f:
        f.write(response.content)

start_time = time.time()
threads = []
for url in IMG_URLS:
    t = threading.Thread(target=download_img, args=(url,))
    threads.append(t)
    t.start()

for t in threads:
    t.join()

print("Downloaded %d images in %.2f seconds." % (len(IMG_URLS), time.time() - start_time))

代码中定义了一个列表IMG_URLS，里面存储了多个网络图片的URL。download_img()函数传入一个URL参数，使用requests包获取网络图片内容，并保存在本地。

在主线程中通过循环创建多个线程，然后调用start()方法执行。最后在主线程中等待所有线程执行完成，统计下载用时。

注意：由于线程在获取图片后需要对本地文件进行操作，故需要加上线程锁。

示例二：

下面以多线程计算质数为例，使用多线程实现同时计算。主线程统计计算用时。

import threading
import time

def is_prime(num):
    # 假想这个函数用于判断一个数是否为质数
    for i in range(2, int(num ** 0.5) + 1):
        if num % i == 0:
            return False
    return True

def thread_compute(start, end):
    prime_list = []
    for i in range(start, end):
        if is_prime(i):
            prime_list.append(i)

    return prime_list

def main():
    start_time = time.time()
    thread_count = 4
    total_num = 100000
    interval = total_num // thread_count
    threads = []
    for i in range(thread_count):
        start = i * interval + 1
        end = (i + 1) * interval + 1
        t = threading.Thread(target=thread_compute, args=(start, end))
        threads.append(t)
        t.start()

    prime_list = []
    for thread in threads:
        prime_list += thread.join()

    print("There are %d primes." % len(prime_list))
    print("Time cost: %.5fs" % (time.time() - start_time))

if __name__ == '__main__':
    main()

在代码中，定义了一个检测一个数是否为质数的函数is_prime()。接着定义了另一个函数thread_compute()，用于多线程计算质数。

在主函数main()中创建多个线程，将质数计算任务划分在不同的线程中并执行。最后等待所有的子线程完成后将计算结果收集后输出。