Python 3.x 中如何使用threading模块创建和管理线程-猿码集

1. 简介

Python的threading模块可以用来创建和管理线程。线程是轻量级的执行单元，是操作系统最基本的调度单位。使用线程可以使得程序在执行多个任务时，可以同时运行不同的代码。这种并发执行的方式可以提高程序的效率，增强并行性。

本文将介绍Python 3.x中如何使用threading模块创建和管理线程。

2. 线程创建与启动

线程创建和启动的过程通常分为以下步骤：

导入threading模块

创建线程对象

调用线程对象的start()方法启动线程

2.1 导入threading模块

线程的创建需要使用Python内置的threading模块。

import threading

2.2 创建线程对象

创建线程对象可以通过继承Thread类或直接使用Thread类来创建。

继承Thread类：


import threading
class MyThread(threading.Thread):
    def run(self):
        # 线程执行代码

直接使用Thread类：


import threading
def my_function():
    # 线程执行代码
my_thread = threading.Thread(target=my_function)

在上述代码中，target参数是指定线程要执行的函数。

2.3 启动线程

线程创建后，需要调用start()方法来启动线程。


my_thread.start()

3. 线程的状态

线程有以下三种状态：

新建状态（New）：线程对象被创建，但是还没有被启动。

就绪状态（Runnable）：线程被启动，等待CPU分配执行时间。

运行状态（Running）：线程正在执行。

阻塞状态（Blocked）：线程正在等待外部资源，如事件或I/O操作。

终止状态（Dead）：线程执行完毕，结束。

4. 线程的控制

4.1 join()方法

join()方法可以等待线程执行完毕后再执行后续代码。


my_thread.join()

4.2 setDaemon()方法

setDaemon()方法可以将一个线程设置为守护线程（Daemon Thread），守护线程是后台线程，在主线程结束时自动结束。


my_thread.setDaemon(True)

4.3 enumerate()方法

enumerate()方法可以返回当前所有正在运行的线程列表。


thread_list = threading.enumerate()
for thread in thread_list:
    print(thread.getName())

5. 线程安全

线程安全是指多线程环境下，同一份数据可以被多个线程共享，且能够保证数据在任何情况下都不会被破坏或变得不一致。

在Python中，可以使用互斥锁（Mutex）来保证线程安全。

5.1 互斥锁

互斥锁可以将共享资源的访问限制在同一时刻只有一个线程访问，其他线程需要等待锁的释放才能访问。


lock = threading.Lock()
lock.acquire()
# 进行临界区操作
lock.release()

在上面的代码中，使用Lock类的acquire()方法获得锁，使用release()方法释放锁。

6. 示例

以下是一个使用threading模块创建和管理线程的示例。


import threading
import time
# 定义线程类
class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self, name, lock):
        super().__init__()
        self.name = name
        self.lock = lock
    def run(self):
        # 获取锁
        self.lock.acquire()
        for i in range(5):
            print('当前线程：{}，执行次数：{}'.format(self.name, i))
            time.sleep(1)
        # 释放锁
        self.lock.release()
# 创建锁
lock = threading.Lock()
# 创建线程
thread_1 = MyThread('Thread 1', lock)
thread_2 = MyThread('Thread 2', lock)
# 启动线程
thread_1.start()
thread_2.start()
# 等待线程执行完毕
thread_1.join()
thread_2.join()
print('主线程结束')

在上面的代码中，创建了两个线程，可以看到线程执行的顺序是交替的。由于使用了锁，所以线程之间是互斥的，避免了线程安全问题。

7. 总结

Python的threading模块提供了创建和管理线程的功能，可以轻松地实现多线程编程。在使用线程时需要注意线程的状态和控制，以及保证线程安全。合理地使用线程可以提高程序的效率，增强并行性。

Python 3.x 中如何使用threading模块创建和管理线程