Pythonによるマルチプロセス・マルチスレッド例(2) プログラミング方法

前の章では、Python マルチプロセス プログラミングのいくつかの基本的な方法を学びました。クロスプラットフォームのマルチプロセス モジュール multiprocessing によって提供される Process、Pool、Queue、Lock、Pipe およびその他のクラスを使用して、サブプロセスの作成と実装を実装します。プロセス プール (バッチでサブプロセスを作成する)、子プロセスの最大数を処理および管理する)、およびプロセス間通信。この章では、Python のマルチスレッド プログラミング手法について学習します。

1. スレッド

スレッドは、オペレーティング システムがタスクを実行するための最小単位です。スレッド モジュールは Python 標準ライブラリで提供されており、マルチスレッド プログラミングに非常に便利なサポートを提供します。

以下は、スレッドを使用してマルチスレッドを実装するコードです:

 1 #!/usr/bin/python 2 # -*- coding: utf-8 -* 3 author = 'zni.feng' 4 import  sys 5 reload (sys) 6 sys.setdefaultencoding('utf-8') 7  8 import threading, time 9 10 def test(index):11     print time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time()))12     print 'thread %s starts.' % threading.current_thread().name13     print 'the index is %d' % index14     time.sleep(3)15     print time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time()))16     print 'thread %s ends.' % threading.current_thread().name17 18 if name == "main":19     print time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time()))20     print 'thread %s starts.' % threading.current_thread().name21     #创建线程22     my_thread = threading.Thread(target = test, args=(1,) , name= 'zni_feng_thread')23     #等待2s24     time.sleep(2)25     #启动线程26     my_thread.start()27     #等待线程结束28     my_thread.join()29     print time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S',time.localtime(time.time()))30     print 'thread %s ends.' % threading.current_thread().name

出力結果は次のとおりです:

2017-01-12 22:06:32
thread MainThread starts.
2017-01-12 22:06:34
thread zni_feng_thread starts.
the index is 1
2017-01-12 22:06:37
thread zni_feng_thread ends.
2017-01-12 22:06:37
thread MainThread ends.
[Finished in 5.1s]

このうち、スレッドモジュールのcurrent_thread()関数は、現在のスレッドのインスタンスを返します。

2. ロック

マルチプロセスとマルチスレッドの最大の違いは、マルチプロセスでは同じ変数が各プロセスにコピーを持ち、相互に影響を与えないことです。マルチスレッドでは、すべての変数がすべてのスレッドで共有されるため、どの共有変数もどのスレッドでも変更できます。したがって、スレッド間でデータを共有する際の最大の危険は、複数のスレッドが同時に変数を変更することです。この問題を解決するには、スレッド モジュールの Lock クラスを使用して共有変数をロックします。

まず、複数のスレッドを使用して、ロックせずに同じ共有変数を書き込む例を見てみましょう:

 1 #!/usr/bin/python 2 # -*- coding: utf-8 -* 3 author = 'zni.feng' 4 import  sys 5 reload (sys) 6 sys.setdefaultencoding('utf-8') 7 import threading 8  9 class Account:10     def init(self):11         self.balance = 012 13     def add(self):14         for i in range(0,100000):15             self.balance += 116 17     def delete(self):18         for i in range(0,100000):19             self.balance -=1 
20 21 if name == "main":22     account  = Account()23     #创建线程24     thread_add = threading.Thread(target=account.add, name= 'Add')25     thread_delete = threading.Thread(target=account.delete, name= 'Delete')26 27     #启动线程28     thread_add.start()29     thread_delete.start()30     31     #等待线程结束32     thread_add.join()33     thread_delete.join()34 35     print 'The final balance is: ' + str(account.balance)

実行結果は次のとおりです:

The final balance is: -51713
[Finished in 0.1s]

最終結果は実行するたびに異なることがわかります。 0ではありません。これは、異なるスレッドが同じ変数を同時に変更すると競合が発生し、一部の中間変数が順番に使用されないためです。

今度は、Lock を使用してプログラムをロックします:

 1 #!/usr/bin/python 2 # -*- coding: utf-8 -* 3 author = 'zni.feng' 4 import  sys 5 reload (sys) 6 sys.setdefaultencoding('utf-8') 7 import threading 8  9 class Account:10     def init(self):11         self.balance = 012 13     def add(self, lock):14         #获得锁15         lock.acquire()16         for i in range(0,100000):17             self.balance += 118         #释放锁19         lock.release()20 21     def delete(self, lock):22         #获得锁23         lock.acquire()24         for i in range(0,100000):25             self.balance -=1 
26         #释放锁27         lock.release()28 29 30 if name == "main":31     account  = Account()32     lock = threading.Lock()33     #创建线程34     thread_add = threading.Thread(target=account.add, args=(lock, ), name= 'Add')35     thread_delete = threading.Thread(target=account.delete, args=(lock, ), name= 'Delete')36 37     #启动线程38     thread_add.start()39     thread_delete.start()40     41     #等待线程结束42     thread_add.join()43     thread_delete.join()44 45     print 'The final balance is: ' + str(account.balance)

何度実行しても、バランスの結果が 0 であることがわかります。各バランス計算の結果を出力すると、一方のスレッドが実行を開始すると、もう一方のスレッドは前のスレッドの実行が終了する (正確には、lock.release() の実行が終了する) まで待機してから開始することもわかります。 。 埋め込む。

The final balance is: 0
[Finished in 0.1s]

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