多任务编程（一）

一、threading模块

1、如何使用threading模块创建子线程

（1）创建子线程之1：

import threading
import time

def hello():
    print("hello world!")
    time.sleep(5)

# 主线程
def main():
    for i in range(0, 1):
        t1 = threading.Thread(target=hello)  # 定义一个子线程,这里的target用于传入函数名称
        t1.start()   # 创建并启动一个子线程，让线程开始执行


if __name__ == "__main__":
    main()

当调用thread的时候并不会创建子线程，当调用thread创建的对象的start方法时，创建并执行线程

（2）创建子线程之2：

import threading
import time


# 通过定义一个类，该类必须继承Thread类，来实现子线程的创建
class Mythread(threading.Thread):
    # Thread的方法start会自动调用run方法，因此必须定义run方法
    def run(self):
        for i in range(5):
            time.sleep(5)
            msg = self.name + "@" + str(i)
            print(msg)
            print(threading.enumerate())


if __name__ == "__main__":
    t = Mythread()
    print(threading.enumerate())
    t.start()
    print(threading.enumerate())

2、查看线程数量

使用threading.enumerate()方法查看当前程序中的所有线程

import threading
import time


def test1():
    for i in range(10):
        print("test1-----")
        time.sleep(2)

# 创建子线程的函数运行结束，则子线程也就结束
def test2():
    for i in range(10):
        print("test2---------")
        time.sleep(2)


def main():
    print("----开始时间-----：%s" % time.ctime())

    t1 = threading.Thread(target=test1)
    t2 = threading.Thread(target=test2)

    t1.start()
    t2.start()
    time.sleep(2)

    while True:
        length = len(threading.enumerate())     # 获取当前程序里的所有线程，返回一个列表
        print("当前运行的线程个数：%s" % length)
        print("线程名称：")

        for temp in threading.enumerate():
            print(temp)
        time.sleep(10)

        if length <= 1:
            break


if __name__ == "__main__":
    main()

3、多线程共享全局变量

在一个函数中，对全局变量进行修改时，是否需要使用global进行说明？
主要在于：这个操作有没有对全局变量的执行指向进行修改
（1）如果修改了执行指向，则必须使用global说明
（2）如果没有修改执行指向，仅仅是修改了指向的内容，则不必使用global声明

import threading
import time


def test1(temp):
    temp.append(33)
    print("-----in test1 nums=%s----" % str(temp))


def test2(abc):
    print("-----in test3 nums%s----" % str(abc))



def test3(temp):
    global nums
    nums += temp
    print("-----in test3 nums=%s----" % str(nums))


nums = [22, 55]


if __name__ == "__main__":
    t1 = threading.Thread(target=test1, args=(nums,))
    t2 = threading.Thread(target=test2, args=(nums,))
    t3 = threading.Thread(target=test3, args=(nums,))

    t1.start()
    time.sleep(2)

    t2.start()
    time.sleep(2)

    t3.start()
    time.sleep(2)

    print("-----main ----nums=%s----" % str(nums))

如果对于该不该使用global时机不清的话，建议使用pycharm来写代码，它会主动提示这个问题。

4、线程同步

（1）资源竞争

import threading
import time

num = 0


def test1(temp):
    global num
    for i in range(temp):
        num += 1
    print("-----in test1 num=%s----" % str(num))


def test2(temp):
    global num
    for i in range(temp):
        num += 1
    print("-----in test2 num=%s----" % str(num))


def test3(temp):
    global num
    for i in range(temp):
        num += 1
    print("-----in test2 num=%s----" % str(num))


if __name__ == "__main__":
    nums = 1000000
    t1 = threading.Thread(target=test1, args=(nums,))
    t2 = threading.Thread(target=test2, args=(nums,))
    t3 = threading.Thread(target=test3, args=(nums,))

    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()

    print("-----main ----num=%s----" % str(num))

执行结果：

-----main ----num=1074075----
-----in test1 num=1177315----
-----in test2 num=1426154----
-----in test2 num=1602839----

学过操作系统的应该很清楚为什么会这样，这里不再赘述

（2）互斥锁

• 一种加锁方式，把锁加在循环外面：

import threading
import time

num = 0


def test1(temp):
    global num
    # 上锁，如果没有上锁则直接上锁
    # 如果已经有线程先一步上锁了，则堵塞，直到解锁为止
    mutex.acquire()
    for i in range(temp):
        num += 1
    # 解锁
    mutex.release()
    print("-----in test1 num=%s----" % str(num))


def test2(temp):
    global num
    # 上锁，如果没有上锁则直接上锁
    # 如果已经有线程先一步上锁了，则堵塞，直到解锁为止
    mutex.acquire()
    for i in range(temp):
        num += 1
    # 解锁
    mutex.release()
    print("-----in test2 num=%s----" % str(num))


def test3(temp):
    global num
    # 上锁，如果没有上锁则直接上锁
    # 如果已经有线程先一步上锁了，则堵塞，直到解锁为止
    mutex.acquire()
    for i in range(temp):
        num += 1
    # 解锁
    mutex.release()
    print("-----in test3 num=%s----" % str(num))


mutex = threading.Lock()

if __name__ == "__main__":
    nums = 1000000
    t1 = threading.Thread(target=test1, args=(nums,))
    t2 = threading.Thread(target=test2, args=(nums,))
    t3 = threading.Thread(target=test3, args=(nums,))

    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()

    print("-----main ----num=%s----" % str(num))

执行结果：

-----main ----num=148062----
-----in test1 num=1000000----
-----in test2 num=2000000----
-----in test3 num=3000000----

反复执行该程序，可以看到，虽然main那里的num会发生变化，但是其余的不会（这和操作系统的调度算法有关系，一般来说：test1、test2、test3这三个子线程的优先级是一样，应该是按照创建时间的先后进入队列，所以执行顺序是：test1、test2、test3）这是因为，主线程运行到print时，num还没有加完就直接被读取输出了

• 另一种加锁方式，把锁加在循环内部：

import threading
import time

num = 0


def test1(temp):
    global num
    for i in range(temp):
        # 上锁，如果没有上锁则直接上锁
        # 如果已经有线程先一步上锁了，则堵塞，直到解锁为止
        mutex.acquire()
        num += 1
        # 解锁
        mutex.release()
    print("-----in test1 num=%s----" % str(num))


def test2(temp):
    global num
    for i in range(temp):
        # 上锁，如果没有上锁则直接上锁
        # 如果已经有线程先一步上锁了，则阻塞，直到解锁为止
        mutex.acquire()
        num += 1
        # 解锁
        mutex.release()

    print("-----in test2 num=%s----" % str(num))


def test3(temp):
    global num
    for i in range(temp):
        # 上锁，如果没有上锁则直接上锁
        # 如果已经有线程先一步上锁了，则阻塞，直到解锁为止
        mutex.acquire()
        num += 1
        # 解锁
        mutex.release()
    print("-----in test3 num=%s----" % str(num))


mutex = threading.Lock()

if __name__ == "__main__":
    nums = 1000000
    t1 = threading.Thread(target=test1, args=(nums,))
    t2 = threading.Thread(target=test2, args=(nums,))
    t3 = threading.Thread(target=test3, args=(nums,))

    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()

    print("-----main ----num=%s----" % str(num))

执行结果：

-----main ----num=30463----
-----in test1 num=2934771----
-----in test3 num=2994796----
-----in test2 num=3000000----

可以看到和方法一的不一样，这里稍微解释一下：
假设第一个上锁的时test1线程，它在上锁之后，执行+1操作，此时test2、test3都处在阻塞状态，但是随后test1解锁，于是按照算法，test2或者test3会对其进行上锁，这么一来test1也会处于阻塞状态，最后输出的时候，就不再是1000000了

（3）银行家算法

最后

以上就是健壮香氛为你收集整理的多任务编程（一）多任务编程（一）的全部内容，希望文章能够帮你解决多任务编程（一）多任务编程（一）所遇到的程序开发问题。

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