我正在努力理解Python中的线程。我看过文档和示例,但坦率地说,许多示例过于复杂,我很难理解它们。

如何清楚地显示为多线程划分的任务?


当前回答

对我来说,线程的最佳示例是监视异步事件。看看这个代码。

# thread_test.py
import threading
import time

class Monitor(threading.Thread):
    def __init__(self, mon):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.mon = mon

    def run(self):
        while True:
            if self.mon[0] == 2:
                print "Mon = 2"
                self.mon[0] = 3;

您可以通过打开IPython会话并执行以下操作来使用此代码:

>>> from thread_test import Monitor
>>> a = [0]
>>> mon = Monitor(a)
>>> mon.start()
>>> a[0] = 2
Mon = 2
>>>a[0] = 2
Mon = 2

等几分钟

>>> a[0] = 2
Mon = 2

其他回答

我发现这非常有用:创建与内核一样多的线程,并让它们执行(大量)任务(在本例中,调用shell程序):

import Queue
import threading
import multiprocessing
import subprocess

q = Queue.Queue()
for i in range(30): # Put 30 tasks in the queue
    q.put(i)

def worker():
    while True:
        item = q.get()
        # Execute a task: call a shell program and wait until it completes
        subprocess.call("echo " + str(item), shell=True)
        q.task_done()

cpus = multiprocessing.cpu_count() # Detect number of cores
print("Creating %d threads" % cpus)
for i in range(cpus):
     t = threading.Thread(target=worker)
     t.daemon = True
     t.start()

q.join() # Block until all tasks are done

Alex Martelli的回答对我有所帮助。不过,这里有一个我认为更有用的修改版本(至少对我来说)。

更新:可在Python 2和Python 3中使用

try:
    # For Python 3
    import queue
    from urllib.request import urlopen
except:
    # For Python 2 
    import Queue as queue
    from urllib2 import urlopen

import threading

worker_data = ['http://google.com', 'http://yahoo.com', 'http://bing.com']

# Load up a queue with your data. This will handle locking
q = queue.Queue()
for url in worker_data:
    q.put(url)

# Define a worker function
def worker(url_queue):
    queue_full = True
    while queue_full:
        try:
            # Get your data off the queue, and do some work
            url = url_queue.get(False)
            data = urlopen(url).read()
            print(len(data))

        except queue.Empty:
            queue_full = False

# Create as many threads as you want
thread_count = 5
for i in range(thread_count):
    t = threading.Thread(target=worker, args = (q,))
    t.start()

使用线程/多处理的最简单方法是使用更多高级库,如autothread。

import autothread
from time import sleep as heavyworkload

@autothread.multithreaded() # <-- This is all you need to add
def example(x: int, y: int):
    heavyworkload(1)
    return x*y

现在,您可以为函数提供int列表。Autothread将为您处理所有事务,并只提供并行计算的结果。

result = example([1, 2, 3, 4, 5], 10)

这很容易理解。这里有两种简单的线程处理方法。

import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor, as_completed
import threading

def a(a=1, b=2):
    print(a)
    time.sleep(5)
    print(b)
    return a+b

def b(**kwargs):
    if "a" in kwargs:
        print("am b")
    else:
        print("nothing")
        
to_do=[]
executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=4)
ex1=executor.submit(a)
to_do.append(ex1)
ex2=executor.submit(b, **{"a":1})
to_do.append(ex2)

for future in as_completed(to_do):
    print("Future {} and Future Return is {}\n".format(future, future.result()))

print("threading")

to_do=[]
to_do.append(threading.Thread(target=a))
to_do.append(threading.Thread(target=b, kwargs={"a":1}))

for threads in to_do:
    threads.start()
    
for threads in to_do:
    threads.join()

自2010年提出这个问题以来,如何使用带有映射和池的Python进行简单的多线程处理已经得到了真正的简化。

下面的代码来自一篇文章/博客文章,您应该明确查看(没有从属关系)-一行中的并行性:一个更好的日常线程任务模型。我将在下面总结一下——它最终只是几行代码:

from multiprocessing.dummy import Pool as ThreadPool
pool = ThreadPool(4)
results = pool.map(my_function, my_array)

以下是多线程版本:

results = []
for item in my_array:
    results.append(my_function(item))

描述

Map是一个很酷的小函数,是将并行性轻松注入Python代码的关键。对于那些不熟悉的人来说,map是从Lisp这样的函数语言中提取出来的。它是一个将另一个函数映射到序列上的函数。Map为我们处理序列上的迭代,应用函数,并在最后将所有结果存储在一个方便的列表中。


实施

map函数的并行版本由两个库提供:multiprocessing,以及它鲜为人知但同样神奇的stepchild:multiprocessing.dummy。

multiprocessing.dummy与多处理模块完全相同,但使用线程(一个重要的区别-对CPU密集型任务使用多个进程;对I/O(和在I/O期间)使用线程):

multiprocessing.dummy复制了多处理的API,但它不过是线程模块的包装器。

import urllib2
from multiprocessing.dummy import Pool as ThreadPool

urls = [
  'http://www.python.org',
  'http://www.python.org/about/',
  'http://www.onlamp.com/pub/a/python/2003/04/17/metaclasses.html',
  'http://www.python.org/doc/',
  'http://www.python.org/download/',
  'http://www.python.org/getit/',
  'http://www.python.org/community/',
  'https://wiki.python.org/moin/',
]

# Make the Pool of workers
pool = ThreadPool(4)

# Open the URLs in their own threads
# and return the results
results = pool.map(urllib2.urlopen, urls)

# Close the pool and wait for the work to finish
pool.close()
pool.join()

计时结果:

Single thread:   14.4 seconds
       4 Pool:   3.1 seconds
       8 Pool:   1.4 seconds
      13 Pool:   1.3 seconds

传递多个参数(仅在Python 3.3及更高版本中如此):

要传递多个数组,请执行以下操作:

results = pool.starmap(function, zip(list_a, list_b))

或者传递常量和数组:

results = pool.starmap(function, zip(itertools.repeat(constant), list_a))

如果您使用的是早期版本的Python,可以通过此解决方法传递多个参数)。

(感谢user136036提供的有用评论。)