python多執行緒

執行緒（英語：thread）是作業系統能夠進行運算排程的最小單位。它被包含在程序之中，是程序中的實際運作單位。一條執行緒指的是程序中乙個單一順序的控制流，乙個程序中可以併發多個執行緒，每條執行緒並行執行不同的任務。（維基百科）

上面的解釋很抽象吧，我再解釋一下。當乙個程式啟動時，就會產生乙個程序或者多個程序，當乙個程序產生，同時也會產生乙個程序，這個程序就是主程序。而主程序還會產生子程序，這些子程序是可以同時進行的。

例如，有兩個這樣的程式：

def
a():
print('第乙個函式')
defb
():    print('第二個函式')
a()b()

上面的程式先執行函式a()，再執行函式b()。如果要用到程序的話，函式a()和函式b()可以同時進行。

** python提供了threading模組進行程序的調控。我們把上面的那段程式改寫成多程序的：

import threading
defa
():    print('第乙個函式\n')
defb
():    print('第二個函式\n')
th1=threading.thread(target=a)
th2=threading.thread(target=b)
th1.start()
th2.start()

執行結果：

>>> 第乙個函式
第二個函式

也有可能是：

>>> 第二個函式
第乙個函式

為什麼會出現這種狀況，為什麼呢？因為函式a()和函式b()是同時啟動的，執行時間差不多，所以有可能是a()先執行完，也有可能是b()先執行完。然後，我們再看看程序的形式th1=threading.thread(target=a)，其中th1是子程序的名字，target鎖定函式，如果函式有引數怎麼辦？要寫成threading.thread(target=a，args=(x，x))這種形式。當把函式寫程序式後，就要啟動，th1.start()

這段程式不太能體現出線程的優點，我們再寫一段程式：

import threading,time
defa
():    print('a begin!')
print('a is running.........')
time.sleep(2)
print('a end!')
defb
():    print('b begin!')
print('b is running.........')
time.sleep(2)
print('b end!')
_time=time.time()
a()b()
print('共耗時%f秒'%(time.time()-_time))

執行結果：

a begin! a is running......... aend! b begin! b is running......... b end!

共耗時4.058232秒

上面的**沒有寫成程序，所以共耗時4秒。我們把它寫成程序：

import threading,time
defa
():    print('a begin!')
print('a is running.........')
time.sleep(2)
print('a end!')
defb
():    print('b begin!')
print('b is running.........')
time.sleep(2)
print('b end!')
_time=time.time()
_a=threading.thread(target=a)
_b=threading.thread(target=b)
_a.start()
_b.start()
_b.join()
_b.join()
print('共耗時%f秒'%(time.time()-_time))

執行結果：

a begin!b begin! a is running.........b is running......... a end!b end!

共耗時2.073119秒

從上面的結果可以看出耗時2秒，節省了一半時間。join()函式是起到阻塞的作用，詳細用法見我的部落格：python多執行緒中join和setdaemon的用法。

** 先寫個例項程式：

import threading,time
num=0
defa
(n):
global num
num=num+n
num=num-n
defchange
(n):
for i in range(100000):
a(n)
t1=threading.thread(target=change,args=(5,))
t2=threading.thread(target=change,args=(8,))
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()
print(num)

在上面**中，執行函式change()，根據我們的演算法，無論函式的引數是多少，執行多少次，num的結果應該始終是零。但是執行結果如下：

或者：

-2

這是為什麼呢？num是全域性變數，在同一程序下的執行緒之間的變數是共享的，所以，在t1和t2這兩個程序中都會對num進行操作。當執行到執行緒t1中num=num+你，應該接著執行t1程序中的num=num-1，但是程序都是同時進行的，所以會對num進行執行緒t2中的操作，num因此會出現其他值。為了避免多個程序同時對乙個變數或者檔案操作，python引進了互斥鎖：當乙個程序對乙個變數或乙個檔案進行操作時，會禁止其他程序對此變數或者檔案進行操作。我們可以將上面的**改寫如下：

import threading,time
num=0
mylock=threading.lock()
defa
(n):
global num
mylock.acquire()
num=num+n
num=num-n
mylock.release()
defchange
(n):
for i in range(100000):
a(n)
t1=threading.thread(target=change,args=(5,))
t2=threading.thread(target=change,args=(8,))
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()
print(num)

這樣執行的結果始終是0。此外，只要加鎖就一定要解鎖，否則會形成死鎖，就是其他程序始終不能對變數進行操作。加鎖的位置只要能夠將變數包住就行，例如將鎖加在如下位置也可以：

def
change
(n):
for i in range(100000):
mylock.acquire()
a(n)
mylock.release()

在python中的多執行緒其實並不能真正利用多核cpu的優勢，這是因為在python中有乙個gil(global interpreter lock)。python在執行多執行緒程式時，其中乙個執行緒在執行前先獲gil，這樣其他的執行緒就不能執行。當第乙個執行緒執行了若干行**後再釋放gil，由另外乙個執行緒獲得gil並執行。由此可見，早python中多執行緒必不能有效的利用多核cpu的優勢。因此為了個好的有效利用多核cpu，所以我們可以建立多個多執行緒的程序。

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