[TOC] <br> ### 線程的形象描述 在計算機運算中，我們會接觸到`進程`與`線程`兩個概念。 **進程：**如果我們同時打開QQ和微信，他們是在不同的進程中運行，他們數據不會共享。 **線程：**我們在播放視頻時，播放器一邊在播放頁面，一邊在播放聲音，他們是同時并且同步進行的，他們數據共享，這就是在同一個進程中的兩個線程。 ### 單線程與多線程實例感受 假設：loop0() 執行需要4s，loop1()執行需要2s。 - 在`單線程`中，loop0與loop1`串行執行`，先完成loop0，再執行loop1.總共花費了4s+2s=6s ```python #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- from time import sleep import time def loop0(): print("loop 0 start...") sleep(4) # 模擬休息4s print("loop 0 done!") def loop1(): print("loop 1 start...") sleep(2) # 模擬休息2s print("loop 1 done!") if __name__ == '__main__': start=time.time() # 單線程，先執行loop0，loop0執行結束后再執行loop1 loop0() loop1() print("total time:%s" % (time.time()-start)) ``` 運行結果如： ```cmd loop 0 start... loop 0 done! loop 1 start... loop 1 done! total time:6.001265048980713 ``` <br> - 在`多線程`中，loop0與loop1會`并行執行`，總共花的時間為最長線程時間4s ```python #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- import threading import time def loop0(): print("loop 0 start...") time.sleep(4) # 模擬休息4s print("loop 0 done!") def loop1(): print("loop 1 start...") time.sleep(2) # 模擬休息2s print("loop 1 done!") if __name__ == '__main__': start=time.time() # 創建兩個線程 t1 = threading.Thread(target=loop0,args=()) t2 = threading.Thread(target=loop1,args=()) # 線程開始 t1.start() t2.start() # 線程等候 t1.join() t2.join() print("total time:%s" % (time.time()-start)) ``` 運行結果： ```cmd loop 0 start... loop 1 start... loop 1 done! loop 0 done! total time:4.009899854660034 ``` --- ### 快速掌握線程的寫法 #### 使用threading模塊的Thread類創建線程 竟然有3種方式創建線程，我們能夠熟練掌握其中一種就好。。。 ##### 方式一：創建一個Thread的實例，傳給它一個函數 ```python #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- import threading import time def watching_tv(tv_name): """看電視""" for i in range(5): time.sleep(1) print("watching tv [%s] part[%s]..." %(tv_name,i)) def listening_music(music_name): """聽音樂""" for i in range(5): time.sleep(1.5) print("listening music [%s] part[%s]" %(music_name,i)) if __name__ == '__main__': # 創建兩個線程，一邊看電視，一邊聽音樂 print("The main program start...") # 創建一個Thread實例，傳給它一個函數 t1 = threading.Thread(target=watching_tv,args=("殺破狼2",)) t2 = threading.Thread(target=listening_music,args=("愛如潮水",)) # 開始線程的執行 t1.start() t2.start() # 程序掛起，直到該子線程結束再繼續執行主線程； t1.join() t2.join() print("The main program done!") ``` ##### 方式二：創建一個Thread的實例，傳給它一個可調用的類對象 ```python #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- import threading import time class Relex(object): def __init__(self,func,*args): self.func = func self.args = args def __call__(self): self.func(*self.args) def watching_tv(tv_name): """看電視""" for i in range(5): time.sleep(1) print("watching tv [%s] part[%s]..." %(tv_name,i)) def listening_music(music_name): """聽音樂""" for i in range(5): time.sleep(1.5) print("listening music [%s] part[%s]" %(music_name,i)) if __name__ == '__main__': print("The main program start...") # 創建兩個可調用類對象 cal_obj_1 = Relex(watching_tv,"殺破狼2") cal_obj_2 = Relex(listening_music,"愛如潮水") # 創建一個Thread實例，傳給它一個可調用類對象 t1 = threading.Thread(target=cal_obj_1) t2 = threading.Thread(target=cal_obj_2) # 開始線程的執行 t1.start() t2.start() # 程序掛起，直到該子線程結束再繼續執行主線程； t1.join() t2.join() print("The main program done!") ``` ##### 方式三：創建threading.Thread 的子類，重寫\__init__()與run()方法（通用） ```python #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- import threading import time class Relex(threading.Thread): def __init__(self,func,*args): super(Relex,self).__init__() self.func = func self.args = args def run(self): self.func(*self.args) def watching_tv(tv_name): """看電視""" for i in range(5): time.sleep(1) print("watching tv [%s] part[%s]..." %(tv_name,i)) def listening_music(music_name): """聽音樂""" for i in range(5): time.sleep(1.5) print("listening music [%s] part[%s]" %(music_name,i)) if __name__ == '__main__': print("The main program start...") # 創建兩個繼承了thread.Thread類，并且重寫了run方法的子類。 t1 = Relex(watching_tv,"殺破狼2") t2 = Relex(listening_music,"愛如潮水") # 開始線程的執行 t1.start() t2.start() # 程序掛起，直到該子線程結束再繼續執行主線程； t1.join() t2.join() print("The main program done!") ``` 以上三個實例，運行的結果都是一樣的并行運行，運行結果如下： ```cmd The main program start... watching tv [殺破狼2] part[0]... listening music [愛如潮水] part[0] watching tv [殺破狼2] part[1]... listening music [愛如潮水] part[1] watching tv [殺破狼2] part[2]... watching tv [殺破狼2] part[3]... listening music [愛如潮水] part[2] watching tv [殺破狼2] part[4]... listening music [愛如潮水] part[3] listening music [愛如潮水] part[4] The main program done! ``` --- #### 多線程通過消息隊列queue交換信息 大家有沒有聽說過生產者與消費者模型？舉個廚師與顧客的例子：廚房中有兩個廚師，不停的在生產包子，四個顧客在餐廳中不停的吃包子。包子一邊在生產，一邊在被消耗，這個就是生產者與消費者模型了。 在這一小節，我們通過多線程與消息隊列來模擬這樣一個場景。  queue是有順序的,FIFO(先進先出)，我們可以在腦中想象成它就是一個管道，廚師在左邊塞包子，顧客從右邊拿包子。 用代碼來解釋： ```python #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- import threading, time import queue # 導入消息隊列模塊 import random # 導入隨機數模塊，是為了模擬生產者與消費者速度不一致的情形 q = queue.Queue() # 實例化一個對象 def Producer(name): # 生產者函數 # 假設一個廚師只生產5個包子 for i in range(1,6): q.put("%s_%s"%(name,i)) # 將結果放入消息隊列中 print("生產者 %s 生產了一個包子[%s_%s]，現在總包子數:%s" % (name,name,i,q.qsize())) time.sleep(random.randrange(2)) # 隨機每生產一個包子的速度 def Consumer(name): # 消費者函數 # 只要還有包子，顧客就一直吃吃吃... while True: data = q.get() # 取用消息隊列中存放的結果 print("消費者 %s 消費了一個包子[%s]，包子剩余:%s" % (name, data, q.qsize())) time.sleep(random.randrange(1, 3)) # 隨機每吃一個包子的速度 if __name__ == '__main__': # 創建兩個廚師生產包子的線程 p1 = threading.Thread(target=Producer, args=('Milton',)) p2 = threading.Thread(target=Producer, args=('Cherish',)) # 創建兩個顧客吃包子的線程 c1 = threading.Thread(target=Consumer, args=('張三',)) c2 = threading.Thread(target=Consumer, args=('李四',)) # 線程運行 p1.start() p2.start() c1.start() c2.start() ``` 運行結果，如： ```cmd 生產者 Milton 生產了一個包子[Milton_1]，現在總包子數:1 生產者 Cherish 生產了一個包子[Cherish_1]，現在總包子數:2 消費者 張三 消費了一個包子[Milton_1]，包子剩余:1 消費者 李四 消費了一個包子[Cherish_1]，包子剩余:0 生產者 Cherish 生產了一個包子[Cherish_2]，現在總包子數:1 生產者 Milton 生產了一個包子[Milton_2]，現在總包子數:2 生產者 Milton 生產了一個包子[Milton_3]，現在總包子數:3 生產者 Milton 生產了一個包子[Milton_4]，現在總包子數:4 生產者 Milton 生產了一個包子[Milton_5]，現在總包子數:5 消費者 張三 消費了一個包子[Cherish_2]，包子剩余:4 消費者 李四 消費了一個包子[Milton_2]，包子剩余:3 生產者 Cherish 生產了一個包子[Cherish_3]，現在總包子數:4 生產者 Cherish 生產了一個包子[Cherish_4]，現在總包子數:5 消費者 張三 消費了一個包子[Milton_3]，包子剩余:4 消費者 李四 消費了一個包子[Milton_4]，包子剩余:3 生產者 Cherish 生產了一個包子[Cherish_5]，現在總包子數:4 消費者 李四 消費了一個包子[Milton_5]，包子剩余:3 消費者 張三 消費了一個包子[Cherish_3]，包子剩余:2 消費者 張三 消費了一個包子[Cherish_4]，包子剩余:1 消費者 李四 消費了一個包子[Cherish_5]，包子剩余:0 ``` <hr style="margin-top:100px"> :-:  ***微信掃一掃，關注“python測試開發圈”，了解更多測試教程！***