python 線程創建和傳參（28）

在以前的文章中雖然我們沒有介紹過線程這個概念，但是實際上前面所有代碼都是線程，只不過是單線程，代碼由上而下依次執行或者進入main函數執行，這樣的單線程也稱爲主線程。

有了單線程的話，什麼又是多線程？可以這麼理解：一個線程執行一個代碼塊，多個線程可以同時執行多個代碼，使用多線程能讓程序效率更高。舉個例子，你今天有兩件事需要完成，分別是洗衣服和打掃房間，分別來看看單線程和多線程如何完成：

單線程：先用洗衣機洗衣服30分鐘，等衣服洗完之後再打掃房間60分鐘，累計總耗時：90分鐘；

多線程：把衣服放到洗衣機並且30分鐘後自動結束，然後立刻開始打掃房間60分鐘，累計耗時：60分鐘；

由此可見，完成同樣的事情，單線程是一件事情做完之後繼續下一件事情，而多線程可以同時執行多件事情，所以多線程比單線程效率更高！

一.線程解釋

線程是cpu最小調度單位，一個程序中至少有一個或者多個線程（至於進程暫時不做講解，後面文章會有詳細解釋）！在開發中使用線程可以讓程序運行效率更高，多線程類似於同時執行多個不同代碼塊。

二.線程創建和啓動

1.導入線程模塊

# 導入線程threading模塊
import threading

2.創建線程並初始化線程

調用threading模塊中的缺省函數Thread，創建並初始化線程，返回線程句柄。如果對缺省函數已經忘記的小夥伴請回到 python函數的聲明和定義中關於缺省參數部分複習一下。

# 創建並初始化線程，返回線程句柄
t = threading.Thread(target=函數名)

3.啓動線程

通過初始化返回的線程句柄調用start()函數，啓動線程，此時會自動執行在創建線程時target對應的函數內部的代碼：

# 啓動線程
t.start()

綜合上面三步,下面使用代碼對python線程thread做詳細講解：

# !usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 _*-
"""
@Author:何以解憂
@Blog(個人博客地址): shuopython.com
@WeChat Official Account(微信公衆號)：猿說python
@Github:www.github.com
 
@File:python_thread.py
@Time:2019/10/16 21:02
 
@Motto:不積跬步無以至千里，不積小流無以成江海，程序人生的精彩需要堅持不懈地積累！
"""
# 導入線程threading模塊
import threading
# 導入內置模塊time
import time
 
def wash_clothes():
    print("洗衣服開始...")
    # sleep 5 秒，默認以秒爲單位
    time.sleep(5)
    print("洗衣服完成...")
 
def clean_room():
    print("打掃房間開始...")
    # sleep 5 秒，默認以秒爲單位
    time.sleep(5)
    print("打掃房間完成...")
 
if __name__ == "__main__":
 
    # 創建線程並初始化 -- 該線程執行wash_clothes中的代碼
    t1 = threading.Thread(target=wash_clothes)
     # 創建線程並初始化 -- 該線程執行clean_room中的代碼
    t2 = threading.Thread(target=clean_room)
 
    t1.start()
    t2.start()

輸出結果：

洗衣服開始...
打掃房間開始...
洗衣服完成...
打掃房間完成...

運行程序可以發現程序從運行開始到結束，一共耗時5秒時間！注意觀察輸出日誌：

第一步:洗衣服開始和打掃房間開始幾乎同時開始，兩個事件同時執行.
第二步：程序停止5秒；
第三步:洗衣服和打掃房間幾乎同時完成

當然你也可以按照以前的學習的內容，先調用wash_clothes函數，在調用clean_room函數，同樣能輸出內容，而耗時卻是10秒左右，示例代碼如下：

# 導入內置模塊time
import time
 
def wash_clothes():
    print("洗衣服開始...")
    # sleep 5 秒，默認以秒爲單位
    time.sleep(5)
    print("洗衣服完成...")
 
def clean_room():
    print("打掃房間開始...")
    # sleep 5 秒，默認以秒爲單位
    time.sleep(5)
    print("打掃房間完成...")
 
if __name__ == "__main__":
 
    wash_clothes()
    clean_room()

輸出結果：

洗衣服開始...
洗衣服完成...
打掃房間開始...
打掃房間完成...

運行程序可以發現程序從運行開始到結束，一共耗時10秒時間！注意觀察輸出日誌：

第一步：洗衣服開始；
第二步：程序停止了5秒；
第三步：洗衣服完成，打掃房間開始
第四步：程序停止5秒；
第五步：打掃房間結束，程序結束；

由此可見：多線程可以同時運行多個任務，效率遠比單線程更高！

三.線程傳參

在上面的例子中，我們並沒有爲線程傳遞參數，如果在線程中需要傳遞參數怎麼辦呢？

threading.Thread()函數中有兩個缺省參數 args 和 kwargs ，args 是元組類型，kwargs 是字典類型，缺省值默認爲空，除此之外，其實還可以設置線程的名字等，其函數聲明如下：

（ps：如果對缺省函數已經忘記的小夥伴請回到 python函數的聲明和定義中關於缺省參數部分複習一下）

def __init__(self, group=None, target=None, name=None,
             args=(), kwargs=None, *, daemon=None):
    """This constructor should always be called with keyword arguments. Arguments are:
 
    *group* should be None; reserved for future extension when a ThreadGroup
    class is implemented.
 
    *target* is the callable object to be invoked by the run()
    method. Defaults to None, meaning nothing is called.
 
    *name* is the thread name. By default, a unique name is constructed of
    the form "Thread-N" where N is a small decimal number.
 
    *args* is the argument tuple for the target invocation. Defaults to ().
 
    *kwargs* is a dictionary of keyword arguments for the target
    invocation. Defaults to {}.
 
    If a subclass overrides the constructor, it must make sure to invoke
    the base class constructor (Thread.__init__()) before doing anything
    else to the thread.
 
    """

示例代碼如下：

# 導入線程threading模塊
import threading
# 導入內置模塊time
import time
 
def wash_clothes(*args,**kargcs):
    print("wash_clothes:",args)
    print("wash_clothes:", kargcs)
 
def clean_room(*args,**kargcs):
    print("clean_room:",args)
    print("clean_room:", kargcs)
 
if __name__ == "__main__":
 
    t1 = threading.Thread(target=wash_clothes,
                          args=(1,"猿說python"),   # args 傳遞元組，可以同時傳遞多個數據
                          kwargs={"a":1,"b":False}) # kwargs 傳遞字典，可以同時傳遞多個鍵值對
 
    t2 = threading.Thread(target=clean_room,
                          args=(2,False), # args 傳遞元組，可以同時傳遞多個數據
                          kwargs={"c":0.2,"d":False}) # kwargs 傳遞字典，可以同時傳遞多個鍵值對
 
    t1.start()
    t2.start()

四.線程結束

值得思考的是：在上面這份代碼中一共有幾個線程呢？並非兩個，一共是三個線程：

線程一：__name__ == “__main__” 作爲主線程；
線程二：t1 作爲子線程；
線程三：t2 作爲子線程；

注意：主程序會等待所有子程序結束之後纔會結束！

五.相關函數介紹

1.threading.Thread() — 創建線程並初始化線程，可以爲線程傳遞參數；

2.threading.enumerate() — 返回一個包含正在運行的線程的list；

3.threading.activeCount(): 返回正在運行的線程數量，與len(threading.enumerate())有相同的結果；

4.Thread.start() — 啓動線程；

5.Thread.join() — 阻塞函數，一直等到線程結束爲止；

6.Thread.isAlive() — 返回線程是否活動的；

7.Thread.getName() — 返回線程名；

8.Thread.setName() — 設置線程名；

9.Thread.setDaemon() — 設置爲後臺線程，這裏默認是False，設置爲True之後則主線程不會再等待子線程結束才結束，而是主線程結束意味程序退出，子線程也立即結束，注意調用時必須設置在start()之前；

簡單的示例代碼：

# 導入線程threading模塊
import threading
# 導入內置模塊time
import time
 
def wash_clothes(*args,**kargcs):
    time.sleep(2)
    print("wash_clothes:",args)
    time.sleep(2)
    print("wash_clothes:", kargcs)
 
def clean_room(*args,**kargcs):
    time.sleep(2)
    print("clean_room:",args)
    time.sleep(2)
    print("clean_room:", kargcs)
 
if __name__ == "__main__":
 
    t1 = threading.Thread(target=wash_clothes,
                          args=(1,"猿說python"),   # args 傳遞元組，可以同時傳遞多個數據
                          kwargs={"a":1,"b":False}) # kwargs 傳遞字典，可以同時傳遞多個鍵值對
 
    t2 = threading.Thread(target=clean_room,
                          args=(2,False), # args 傳遞元組，可以同時傳遞多個數據
                          kwargs={"c":0.2,"d":False}) # kwargs 傳遞字典，可以同時傳遞多個鍵值對
 
 
    # setDaemon(True)意味着主線程退出，不管子線程執行到哪一步，子線程自動結束
    # t1.setDaemon(True)
    # t2.setDaemon(True)
    t1.start()
    t2.start()
 
    print("threading.enumerate():",threading.enumerate())
    print("threading.activeCount():", threading.activeCount())
    print("t1.isAlive():",t1.isAlive())
    print("t1.getName():", t1.getName())
    print("t2.isAlive():", t2.isAlive())
    t2.setName("my_custom_thread_2")
    print("t2.getName():", t2.getName())

輸出結果：

threading.enumerate(): [<_MainThread(MainThread, started 18388)>, <Thread(Thread-1, started 16740)>, <Thread(Thread-2, started 17888)>]
threading.activeCount(): 3
t1.isAlive(): True
t1.getName(): Thread-1
t2.isAlive(): True
t2.getName(): my_custom_thread_2
clean_room: (2, False)
wash_clothes: (1, '猿說python')
wash_clothes: {'a': 1, 'b': False}
clean_room: {'c': 0.2, 'd': False}