Python多线程
目录
线程相关的知识
进程
线程
主线程
线程模块——threading
创建子线程
自定义函数实现线程体
自定义线程类实现线程体
线程管理
等待线程结束
编辑
线程停止
下载图片示例
如果想让我们的程序同时执行多个任务，就需要使用多线程技术了 。到目前为止，我们编写的程序都是单线程的，在运行时一次只能执行一个任务。
线程相关的知识
进程
一个进程就是一个正在执行的程序，每一个进程都有自己独立的一块内存空间、一组系统资源。在进程的概念中，每一个进程的内部数据和状态都是完全独立的。 在Windows操作系统中，一个进程就是一个exe或者dll程序，它们相互独立，相互也可以通信。
线程
在一个进程中可以包含多个线程，多个线程共享一块内存空间和一组系统资源。所以，系统在各个线程之间切换时，开销要比进程小得多 ，正因如此，线程被称为轻量级进程。
主线程
Python程序至少有一个线程，这就是主线程，程序在启动后由Python解释器负责创建主线程，在程序结束后由Python解释器负责停止主线程。 在多线程中，主线程负责其他线程的启动、挂起、停止等操作。其他线程被称为子线程。
线程模块——threading
Python官方提供的threading模块可以进行多线程编程。threading模块提供了多线程编程的高级API，使用起来比较简单。 在threading模块中提供了线程类Thread，还提供了很多线程相关的函数，这些函数中常用的如下。
active_count（）：返回当前处于活动状态的线程个数。
current_thread（）：返回当前的Thread对象。
main_thread（）：返回主线程对象。主线程是Python解释器启动的线程。
示例代码如下：
import threading
# 当前线程对象
t=threading.current_thread() # 在运行过程中只有一个线程，就是主线程，因此当前线程是主线程
# 当前线程名
print(t.name)
#返回当前处于活动状态的线程个数
print(threading.active_count()) # 在运行过程中只有一个线程，活动状态的线程
# 当主线程对象
t=threading.main_thread() # 主线程和当前线程是同一个
#主线程名
print(t.name)通过Python指令运行文件。
MainThread
1
MainThread创建子线程
创建一个可执行的子线程，需要如下两个要素。
（1）线程对象：线程对象是threading模块的线程类Thread或Thread子类所创建的对象。
（2）线程体：线程体是子线程要执行的代码，这些代码会被封装到一个函数中。子线程在启动后会执行线程体。实现线程体主要有以下两种方式。
1）自定义函数实现线程体。 2）自定义线程类实现线程体。
自定义函数实现线程体
创建线程Thread对象的构造方法如下：
Thread(target=None,name=None,args=())target参数指向线程体函数，我们可以自定义该线程体函数；通过name参数可以设置线程名，如果省略这个参数，则系统会为其分配一个名称；args是为线程体函数提供的参数，是一个元组类型。
import threading
import time
# 线程体函数
def thread_body():
# 当前线程对象
t=threading.current_thread()
for n in range(5):
# 当前线程名
print('第{0}次执行线程{1}'.format(n,t.name))
# 线程休眠
time.sleep(2) # 该函数可以使得当前线程休眠两秒，只有当前线程休眠，其他线程才有机会执行
print('线程{0}执行完成！'.format(t.name))
# 主线程
# 创建线程对象t1
t1=threading.Thread(target=thread_body()) # 指定线程体的函数名，注意在函数名后面不要跟小括号
# 创建线程对象t2
t2=threading.Thread(target=thread_body(),name='MyThread') # 设置线程名
# 启动线程t1
t1.start()
# 启动线程t2
t2.start()通过Python指令运行文件。
第0次执行线程MainThread
第1次执行线程MainThread
第2次执行线程MainThread
第3次执行线程MainThread
第4次执行线程MainThread
线程MainThread执行完成！
第0次执行线程MainThread
第1次执行线程MainThread
第2次执行线程MainThread
第3次执行线程MainThread
第4次执行线程MainThread
线程MainThread执行完成！注意：从运行结果看，两个子线程是交错进行的，在多线程编程时，要注意给每个子线程执行的机会，主要是通过让子线程休眠来让当前线程暂停执行，其他线程才有机会执行。如果子线程没有休眠，则基本上在第一个子线程执行完毕后，再执行第二个子线程。
自定义线程类实现线程体
另外一种实现线程体的方式是，创建一个Thread子类并重写run（）方法，run（）方法就是线程体函数。
采用自定义线程类重新实现上面的示例，示例代码如下：
import threading
import time
class SmallThread(threading.Thread): # 自定义线程类，继承Thread
def __init__(self,name=None): # 定义线程类的构造方法,name参数是线程名
super().__init__(name=name)
# 线程体函数
def run(self):
# 当前线程对象
t=threading.current_thread()
for n in range(5):
# 当前线程名
print('第{0}次执行线程{1}'.format(n,t.name))
# 线程休眠
time.sleep(2) # 该函数可以使得当前线程休眠两秒，只有当前线程休眠，其他线程才有机会执行
print('线程{0}执行完成！'.format(t.name))
# 主线程
# 创建线程对象t1
t1=SmallThread()# 通过自定义线程类，创建线程对象
# 创建线程对象t2
t2=SmallThread(name='MyThread')
# 启动线程t1
t1.start()
# 启动线程t2
t2.start()通过Python指令运行文件。
第0次执行线程Thread-1
第0次执行线程MyThread
第1次执行线程Thread-1
第1次执行线程MyThread
第2次执行线程Thread-1
第2次执行线程MyThread
第3次执行线程Thread-1
第3次执行线程MyThread
第4次执行线程MyThread
第4次执行线程Thread-1
线程Thread-1执行完成！线程MyThread执行完成！线程管理
线程管理包括线程创建、线程启动、线程休眠、等待线程结束和线程停止，其中，线程创建、线程启动和线程休眠在前面已经用到了， 这些不再赘述。这里重点介绍等待线程结束和线程停止的内容。
等待线程结束
有时，一个线程（假设是主线程）需要等待另外一个线程（假设是 t1子线程）执行结束才能继续执行。
join（）方法的语法如下：
join(timeout=None)参数timeout用于设置超时时间，单位是秒。如果没有设置timeout， 则可以一直等待，直到结束。 使用join（）方法的示例代码如下：
import threading
import time
# 共享变量
value=[]
# 线程体函数
def thread_body():
# 当前线程对象
print('t1子线程开始……')
for n in range(2):
print('t1子线程执行……')
value.append(n)
# 线程休眠
time.sleep(2)
print('t1子线程结束')
# 主线程
# 创建线程对象t1
t1=threading.Thread(target=thread_body)
# 启动线程
t1.start()
# 主线程被阻塞，等待t1线程结束
t1.join() # 在当前线程（主线程）中调用t1的join()方法，因此会导致当前线程阻塞，等待t1线程结束
print('value={0}'.format(value)) # t1线程结束，继续执行，访问并输出变量value
print('主线程继续执行……')通过Python指令运行文件。
t1子线程开始……
t1子线程执行……
t1子线程执行……
t1子线程结束
value=[0, 1]
主线程继续执行……从运行结果来看，在子线程t1结束后，主线程才输出变量value的内容，这说明主线程被阻塞了。 如果尝试将t1.join（）语句注释掉，则输出结果如下：
t1子线程开始……value=[]
主线程继续执行……
t1子线程执行……
t1子线程执行……
t1子线程结束从运行结果可见，子线程t1还没有结束，主线程就输出变量value的内容了。
线程停止
在线程体结束时，线程就停止了。但在某些业务比较复杂时，会在线程体中执行一个“死循环”。线程体是否持续执行“死循环”是通过判断停止变量实现的，“死循环”结束则线程体结束，线程也就结束了。 另外，在一般情况下，死循环会执行线程任务，然后休眠，再执行 ，再休眠，直到结束循环。
示例代码如下：
import threading
import time
# 线程停止变量
isrunning=True # 创建一个线程停止变量isrunning，控制线程结束
# 工作线程体函数
def workthread_body(): # 工作线程体执行一些任务
while isrunning: # 工作线程体“死循环”
# 线程开始工作
print('工作线程执行中……')
# 线程休眠
time.sleep(5)
print('工作线程结束。')
# 控制线程体函数
def controlthread_body(): # 控制线程体从控制台读取指令，根据指令修改线程停止变量
global isrunning # 由于需要在线程体修改变量isrunning，因此需要将isrunning变量声明为global
while isrunning: # 控制线程体“死循环”
# 从键盘输入停止指令exit
command=input('请输入停止指令：')
if command=='exit':
isrunning=False
print('控制线程结束。')
# 主线程
# 创建工作线程对象workthread
workthread=threading.Thread(target=workthread_body) # 工作线程用来执行一些任务
# 启动线程workthread
workthread.start()
# 创建控制线程对象controlthread
controlthread=threading.Thread(target=controlthread_body)
# 启动线程controlthread
controlthread.start()通过Python指令运行文件。
工作线程执行中……
请输入停止指令：工作线程执行中……
工作线程执行中……
工作线程执行中……
工作线程执行中……
工作线程执行中……
ex
请输入停止指令：请输入停止指令：工作线程执行中……
exit
控制线程结束。
工作线程结束。下载图片示例
这个网络爬虫程序每隔一段时间都会执行一次下载图片任务，在下载任务完成后，休眠一段时间再执行。这样反复执行，直到爬虫程序停止。
示例参考代码如下：
import threading
import time
import urllib.request
# 线程停止变量
isrunning=True # 创建一个线程停止变量isrunning，控制线程结束
# 工作线程体函数
def workthread_body(): # 工作线程体执行一些任务
while isrunning: # 工作线程体“死循环”
# 线程开始工作
print('工作线程执行下载任务……')
download() # 在工作线程中执行下载任务，这个下载任务每5秒调用一次
# 线程休眠
time.sleep(5)
print('工作线程结束。')
# 控制线程体函数
def controlthread_body(): # 控制线程体从控制台读取指令，根据指令修改线程停止变量
global isrunning # 由于需要在线程体修改变量isrunning，因此需要将isrunning变量声明为global
while isrunning: # 控制线程体“死循环”
# 从键盘输入停止指令exit
command=input('请输入停止指令：')
if command=='exit':
isrunning=False
print('控制线程结束。')
def download(): # 下载函数，由工作线程调用
url='http://localhost:8080/NoteWebService/logo.png'
req=urllib.request.Request(url)
with urllib.request.urlopen(url) as response:
data=response.read()
f_name='download.png'
with open(f_name,'wb') as f:
f.write(data)
print('下载文件成功')
# 主线程
# 创建工作线程对象workthread
workthread=threading.Thread(target=workthread_body) # 工作线程用来执行一些任务
# 启动线程workthread
workthread.start()
# 创建控制线程对象controlthread
controlthread=threading.Thread(target=controlthread_body)
# 启动线程controlthread
controlthread.start()本示例从服务器下载图片，因此需要参考前面启动Web服务器， 然后通过Python指令运行文件。
