Python中嘗試多線程編程的一個簡明例子

更新時間：2015年04月07日 15:35:41 投稿：goldensun

這篇文章主要介紹了Python中嘗試多線程編程的一個簡明例子,由于GIL的存在,Python中的多線程編程一個是熱點和難點問題,需要的朋友可以參考下

綜述
多線程是程序設(shè)計中的一個重要方面，尤其是在服務(wù)器Deamon程序方面。無論何種系統(tǒng)，線程調(diào)度的開銷都比傳統(tǒng)的進程要快得多。
Python可以方便地支持多線程。可以快速創(chuàng)建線程、互斥鎖、信號量等等元素，支持線程讀寫同步互斥。美中不足的是，Python的運行在Python 虛擬機上，創(chuàng)建的多線程可能是虛擬的線程，需要由Python虛擬機來輪詢調(diào)度，這大大降低了Python多線程的可用性。希望高版本的Python可以解決這個問題，發(fā)揮多CPU的最大效率。
網(wǎng)上有些朋友說要獲得真正多CPU的好處，有兩種方法：
1.可以創(chuàng)建多個進程而不是線程，進程數(shù)和cpu一樣多。
2.使用Jython 或 IronPython，可以得到真正的多線程。
閑話少說，下面看看Python如何建立線程
Python線程創(chuàng)建
使用threading模塊的 Thread類
類接口如下

復(fù)制代碼代碼如下:

class Thread( group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})

需要關(guān)注的參數(shù)是target和args. target 是需要子線程運行的目標函數(shù)，args是函數(shù)的參數(shù)，以tuple的形式傳遞。
以下代碼創(chuàng)建一個指向函數(shù)worker 的子線程

復(fù)制代碼代碼如下:

def worker(a_tid,a_account): 

     ... 

th = threading.Thread(target=worker,args=(i,acc) ) ;

啟動這個線程

復(fù)制代碼代碼如下:

th.start()

等待線程返回

復(fù)制代碼代碼如下:

threading.Thread.join(th)

或者th.join()
如果你可以對要處理的數(shù)據(jù)進行很好的劃分，而且線程之間無須通信，那么你可以使用：創(chuàng)建=》運行=》回收的方式編寫你的多線程程序。但是如果線程之間需要訪問共同的對象，則需要引入互斥鎖或者信號量對資源進行互斥訪問。
下面講講如何創(chuàng)建互斥鎖
創(chuàng)建鎖

復(fù)制代碼代碼如下:

g_mutex = threading.Lock() 

  .... 

使用鎖

復(fù)制代碼代碼如下:

 for  ... : 

        #鎖定，從下一句代碼到釋放前互斥訪問 

        g_mutex.acquire() 

        a_account.deposite(1) 

        #釋放 

        g_mutex.release()

最后，模擬一個公交地鐵IC卡繳車費的多線程程序
有10個讀卡器，每個讀卡器收費器每次扣除用戶一塊錢進入總賬中，每讀卡器每天一共被刷10000000次。賬戶原有100塊。所以最后的總賬應(yīng)該為10000100。先不使用互斥鎖來進行鎖定（注釋掉了鎖定代碼），看看后果如何。

import time,datetime
import threading
 
def worker(a_tid,a_account):
 global g_mutex
 print("Str " , a_tid, datetime.datetime.now() )
 for i in range(1000000):
  #g_mutex.acquire()
  a_account.deposite(1)
  #g_mutex.release()
 print("End " , a_tid , datetime.datetime.now() )
  
class Account:
 def __init__ (self, a_base ):
  self.m_amount=a_base
 def deposite(self,a_amount):
  self.m_amount+=a_amount
 def withdraw(self,a_amount):
  self.m_amount-=a_amount 
 
if __name__ == "__main__":
 global g_mutex
 count = 0
 dstart = datetime.datetime.now()
 print("Main Thread Start At: ", dstart)
 #init thread_pool
 thread_pool = []
 #init mutex
 g_mutex = threading.Lock()
 # init thread items
 acc = Account(100)
 for i in range(10):
  th = threading.Thread(target=worker,args=(i,acc) ) ;
  thread_pool.append(th)
   
 # start threads one by one  
 for i in range(10):
  thread_pool[i].start()
  
 #collect all threads
 for i in range(10):
  threading.Thread.join(thread_pool[i])
 dend = datetime.datetime.now()
 print("count=", acc.m_amount)
 print("Main Thread End at: ", dend, " time span ", dend-dstart)

注意，先不用互斥鎖進行臨界段訪問控制，運行結(jié)果如下：
201547153033091.png (640×398)