Comment utiliser le multithreading en Python ?

随着计算机的发展，我们所需要处理的数据越来越大，某些任务需要花费相当长的时间才能完成。为了提高程序的效率，许多程序员开始关注多线程技术，它可以让程序同时执行多个子任务。在这篇文章中，我们将介绍如何使用 Python 中的多线程。

一、什么是多线程？

在编程中，线程是指一个程序中可以独立运行的最小单位。与单线程的程序相比，多线程的程序可以在同一时间执行多项任务。这意味着，如果我们有多项任务需要完成，我们可以使用多线程来使得这些任务在不同的线程中同时进行，从而缩短程序所需的时间。

二、为什么要使用多线程？

在使用单线程程序时，如果我们要完成两个耗时较长的任务 A 和 B，那么我们就需要依次执行它们。也就是说，如果任务 A 花费了 10 秒钟，那么我们必须等待这 10 秒才能执行任务 B。 这样做的话，程序的效率将会非常低下。

但是，如果我们使用多线程技术来同时执行任务 A 和 B，即使它们都需要 10 秒钟，总时间也只需要 10 秒而已。这样做不仅可以提高效率还可以节省时间。

三、Python 中的多线程

Python 使用 threading 模块来实现多线程。在 threading 模块中，主要有以下几个重要的类：

• Thread：这个类表示一个单独的线程。
• Lock：这个类用于控制多个线程对共享资源的访问，以避免竞争和数据损坏。
• RLock：这个类与 Lock 类似，但允许同一个线程多次获得锁。
• Condition：这个类被使用在多个线程之间协调和通信的场合。

除此之外，还有一些函数和方法，如 current_thread()、enumerate() 等，它们都是用来支持多线程编程的。

下面，我们将演示一个多线程的例子，使用 threading.Thread 类来实现。

四、示例

我们将编写一个简单的线程来模拟一个耗时的任务和一个较短时间的任务。我们将使用两个线程来完成这两个任务，以便展示多线程的效用。

首先，我们需要引入 threading 模块。

import threading

接下来，定义两个函数：一个模拟耗时的任务，另一个模拟较短时间的任务。这两个函数分别使用 time 模块中的 sleep() 方法来模拟任务的执行时间。

import time
 
def long_task():
  print('开始执行一个耗时的任务')
  time.sleep(5)   # 模拟任务执行时间为5秒钟
  print('执行完毕')
 
def short_task():
  print('开始执行一个较短时间的任务')
  time.sleep(2)   # 模拟任务执行时间为2秒钟
  print('执行完毕')

接下来，我们使用 threading.Thread 类来创建两个线程，每个线程分别执行上述两个函数。

t1 = threading.Thread(target=long_task)   # 创建线程1
t2 = threading.Thread(target=short_task)  # 创建线程2
 
t1.start()   # 启动线程1
t2.start()   # 启动线程2
 
t1.join()    # 等待线程1运行完毕
t2.join()    # 等待线程2运行完毕
 
print('程序运行结束')

在上述代码中，我们使用 threading.Thread 类来创建两个线程 t1 和 t2。每个线程分别使用上述定义好的两个函数作为任务，其中长时间的任务使用 long_task()，短时间的任务使用 short_task()。

在主线程中，我们使用 start() 方法启动两个线程。start() 方法将调用线程的 run() 方法来执行任务。然后我们使用 join() 方法等待两个线程运行完毕。

最后，我们输出 “程序运行结束” 让我们知道程序已经结束。

运行上述代码，我们将会看到如下输出：

开始执行一个耗时的任务
开始执行一个较短时间的任务
执行完毕
执行完毕
程序运行结束

可以看到，执行较短时间的任务的线程比执行耗时任务的线程先结束了。这表明多线程确实提高了程序的效率。

这个例子虽然简单，但它演示了如何使用 Python 进行多线程编程。

五、总结

在本文中，我们介绍了多线程编程的概念、优点以及 Python 如何使用 threading 模块来支持多线程编程。示例代码展示了如何创建线程、定义线程任务和控制线程的执行顺序。

当我们需要处理大量数据或者执行一些耗时的任务时，多线程是一个非常有用的工具。希望这篇文章能够帮助你了解多线程的基本概念以及如何在 Python 中使用多线程。

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