【Python多线程编程——threading模块】—— Python多线程系列文章（一）
文章目录
- 前言
- threading模块
-
- （一）简介
- （二）创建线程—start()方法
- （三）join()方法
- （四）setDaemon(bool)
前言
在日常的开发中经常会用到多线程和多进程编程，使用多线程编程可降低程序的复杂度，使程序更简洁高效。
线程是程序执行流的最小单元，是进程的一个实体，一个进程可以拥有多个线程，多个线程可以共享进程所拥有的资源。
线程可以提升程序的整体性能，一般分为内核线程和用户线程，内核线程由操作系统内核创建和撤销，用户线程不需要内核支持，是在用户程序中实现的线程。
需要注意的是：线程不能独立运行，他必须依附于进程；线程可以被抢占（中断）和暂时搁置（休眠）。
threading模块
（一）简介
在 python3 中有两种实现多线程编程的模块。
- _thread模块。python2中使用了thread模块实现，而 python3 不再使用该模块，为实现兼容在 python3 中将该模块改为了 _thread 模块。
- threading模块。因为 _thread 模块提供的是一个简单低级的线程和锁，但 threading 模块是基于 Java 的线程模块设计，相较于 _thread 更高级，所以本文只讲解 threading 模块。
其实python并不适合做多线程的开发，因为 python 解释器使用了内部的全局解释器锁（GIL锁），使得在无论何时计算机只会允许在处理器上运行单个线程，即便多核GPU也是如此（即GIL锁同一时刻只允许一个进程只有一个线程被CPU调度），所以它的效率较其他语言低。
threading 模块创建线程的方式与 Java 类似，都是采用的类来创建线程。
threading模块的函数：
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| threading.active_count() | 返回正运行的线程数量（包括主线程），与len(threading.enumerate())结果相同 |
| threading.current_thread() | 返回当前线程的变量 |
| threading.main_thread() | 返回主线程 |
| threading.enumerate() | 返回一个正在运行的线程的列表 |
（二）创建线程—start()方法
方法一：
在创建线程时必须先定义一个继承threading.Thread的类，然后重写子类中的run()方法，使用
start()方法启动线程。
import threading
class threadTest(threading.Thread): #类必须继承threading.Thread
def __init__(self,args) -> None: #args为传入线程的参数，可根据自己的需求进行定义
super(threadTest,self).__init__() #初始化super()内的必须与类名一样
self.args = args
def run(self) -> None: #定义run()方法，主要写线程的执行内容
print('test thread running......')
print('args:',self.args)
return super().run()
if __name__ == '__main__':
test = threadTest('just test') #实例化
test.start() #启动线程，即运行run()方法
方法二：
使用函数的方式创建线程。
import threading
def threadTest(arg):
print('test thread running......')
print('args:',arg)
if __name__ == '__main__':
# target 传入函数名，注意不要写参数；args target传入的函数需要传入的参数,注意传入参数以元组的形式
thread = threading.Thread(target=threadTest,args=('just test',))
thread.start() #启动线程
两种方法的结果都一样：
test thread running......
args: just test
需要注意的是：创建的线程为子线程，是主线程创建的子线程。
除 start() 方法外，threading.Thread类还提供了以下方法：
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| join(timeout) | 表示主线程等待子线程timeout时长（s）后子线程若还未结束，就强制结束子线程，不设置则主线程会一直等待子线程结束后再结束 |
| getName() | 获取线程名 |
| setName() | 设置线程名 |
| isAlive() | 返回线程是否正在运行 |
| ident() | 获取线程标识符 |
| setDaemon(bool) | 设置主，子线程运行时的关系。bool为True时主线程结束，子线程立即结束；为false主，子线程运行毫不相关，独立运行 |
（三）join()方法
jion()常用于控制线程的运行方法，只能在线程启动后使用，设置主线程是否等待子线程的结束。
未使用join()方法：
import threading
import time
class threadTest(threading.Thread): #类必须继承threading.Thread
def __init__(self) -> None: #args为传入线程的参数，可根据自己的需求进行定义
super(threadTest,self).__init__() #初始化super()内的必须与类名一样
def run(self) -> None: #定义run()方法，主要写线程的执行内容
print('子线程' + self.getName() + '开始：' + str(time.time()))
time.sleep(1) #休眠1s
print('子线程' + self.getName() + '结束：' + str(time.time()))
return super().run()
if __name__ == '__main__':
threads = [] #创建线程列表
for i in range(1,5):
test = threadTest()
test.setName('Thread-%s'%(str(i))) #设置线程名称
threads.append(test)
for thread in threads:
thread.start() #启动线程
print('主线程已结束：%s'%(str(time.time())))
运行结果：
子线程Thread-1开始：1652286540.3881922
子线程Thread-2开始：1652286540.3883848
子线程Thread-3开始：1652286540.388582
子线程Thread-4开始：1652286540.3887677
主线程已结束：1652286540.3887904
子线程Thread-1结束：1652286541.3895423
子线程Thread-2结束：1652286541.3897188
子线程Thread-3结束：1652286541.3898888
子线程Thread-4结束：1652286541.3902392
可以看到未使用join()方法时，多个子线程几乎是同时创建，同时结束的，并且主线程并没有等子线程结束就已经结束了。
下面是使用了join()方法。
import threading
import time
class threadTest(threading.Thread): #类必须继承threading.Thread
def __init__(self) -> None: #args为传入线程的参数，可根据自己的需求进行定义
super(threadTest,self).__init__() #初始化super()内的必须与类名一样
def run(self) -> None: #定义run()方法，主要写线程的执行内容
print('子线程' + self.getName() + '开始：' + str(time.time()))
time.sleep(1) #休眠1s
print('子线程' + self.getName() + '结束：' + str(time.time()))
return super().run()
if __name__ == '__main__':
threads = [] #创建线程列表
for i in range(1,5):
test = threadTest()
test.setName('Thread-%s'%(str(i))) #设置线程名称
threads.append(test)
for thread in threads:
thread.start() #启动线程
thread.join()
print('主线程已结束：%s'%(str(time.time())))
运行结果：
子线程Thread-1开始：1652286834.7727253
子线程Thread-1结束：1652286835.7734482
子线程Thread-2开始：1652286835.7740881
子线程Thread-2结束：1652286836.7755718
子线程Thread-3开始：1652286836.7760375
子线程Thread-3结束：1652286837.7775867
子线程Thread-4开始：1652286837.778077
子线程Thread-4结束：1652286838.779412
主线程已结束：1652286838.7796373
可以看到使用了join()后线程是依次运行的，且主线程是等待子线程结束后再结束的。
（四）setDaemon(bool)
setDaemon(bool)方法用于设置主线程的守护线程，在启动线程启动之前使用。
当bool为True时，该线程为守护线程，主线程结束，子线程立即结束；为false主，子线程运行毫不相关，独立运行，子线程继续运行到结束。示例如下：
import threading
import time
class threadTest(threading.Thread): #类必须继承threading.Thread
def __init__(self) -> None: #args为传入线程的参数，可根据自己的需求进行定义
super(threadTest,self).__init__() #初始化super()内的必须与类名一样
def run(self) -> None: #定义run()方法，主要写线程的执行内容
print('子线程' + self.getName() + '开始：' + str(time.time()))
time.sleep(3) #休眠2s
print('子线程' + self.getName() + '结束：' + str(time.time()))
return super().run()
if __name__ == '__main__':
print('主线程开始：%s'%(str(time.time())))
thread = threadTest()
thread.setName('Thread-1') #设置线程名称
thread.setDaemon(False) #参数设置为False
thread.start() #启动线程
time.sleep(1)
print('主线程已结束：%s'%(str(time.time())))
运行结果：
主线程开始：1652287657.6037383
子线程Thread-1开始：1652287657.6039832
主线程已结束：1652287658.6050904
子线程Thread-1结束：1652287660.6057055
可以看到bool为false主线程结束，子线程继续运行到结束。
import threading
import time
class threadTest(threading.Thread): #类必须继承threading.Thread
def __init__(self) -> None: #args为传入线程的参数，可根据自己的需求进行定义
super(threadTest,self).__init__() #初始化super()内的必须与类名一样
def run(self) -> None: #定义run()方法，主要写线程的执行内容
print('子线程' + self.getName() + '开始：' + str(time.time()))
time.sleep(3) #休眠2s
print('子线程' + self.getName() + '结束：' + str(time.time()))
return super().run()
if __name__ == '__main__':
print('主线程开始：%s'%(str(time.time())))
thread = threadTest()
thread.setName('Thread-1') #设置线程名称
thread.setDaemon(True) #参数设置为True
thread.start() #启动线程
time.sleep(1)
print('主线程已结束：%s'%(str(time.time())))
运行结果：
在这里插主线程开始：1652287817.3947828
子线程Thread-1开始：1652287817.3950415
主线程已结束：1652287818.396119入代码片
可以看到bool为True时，主线程一结束，子线程就立即结束。
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