Python---多任务介绍以及Thread的基本使用

多任务介绍
现实生活中
有很多的场景中的事情是同时进行的，比如开车的时候手和脚共同来驾驶汽车，再比如唱歌跳舞也是同时进行的；

想，如果把唱歌和跳舞这2件事情分开依次完成的话，估计就没有那么好的效果了（想一下场景：先唱歌，然后在跳舞，O(∩_∩)O哈哈~）

程序中
如下程序，来模拟“唱歌跳舞”这件事情

#coding=utf-8from time import sleepdef sing():for i in range(3):print("正在唱歌...%d"%i)sleep(1)def dance():for i in range(3):print("正在跳舞...%d"%i)sleep(1)if __name__ == '__main__':sing() #唱歌dance() #跳舞

运行结果如下：

注意

很显然刚刚的程序并没有完成唱歌和跳舞同时进行的要求
如果想要实现“唱歌跳舞”同时进行，那么就需要一个新的方法，叫做：多任务

多任务的概念

什么叫“多任务”呢？简单地说，就是操作系统可以同时运行多个任务。打个比方，你一边在用浏览器上网，一边在听MP3，一边在用Word赶作业，这就是多任务，至少同时有3个任务正在运行。还有很多任务悄悄地在后台同时运行着，只是桌面上没有显示而已。

现在，多核CPU已经非常普及了，但是，即使过去的单核CPU，也可以执行多任务。由于CPU执行代码都是顺序执行的，那么，单核CPU是怎么执行多任务的呢？

答案就是操作系统轮流让各个任务交替执行，任务1执行0.01秒，切换到任务2，任务2执行0.01秒，再切换到任务3，执行0.01秒……这样反复执行下去。表面上看，每个任务都是交替执行的，但是，由于CPU的执行速度实在是太快了，我们感觉就像所有任务都在同时执行一样。

真正的并行执行多任务只能在多核CPU上实现，但是，由于任务数量远远多于CPU的核心数量，所以，操作系统也会自动把很多任务轮流调度到每个核心上执行。

注意：

并发：指的是任务数多余cpu核数，通过操作系统的各种任务调度算法，实现用多个任务“一起”执行（实际上总有一些任务不在执行，因为切换任务的速度相当快，看上去一起执行而已）
并行：指的是任务数小于等于cpu核数，即任务真的是一起执行的

线程（重点）
python的thread模块是比较底层的模块，python的threading模块是对thread做了一些包装的，可以更加方便的被使用
1. 使用threading模块
单线程执行

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#coding=utf-8
import timedef saySorry():print("亲爱的，我错了，我能吃饭了吗？")time.sleep(1)if __name__ == "__main__":for i in range(5):saySorry()

运行结果：

多线程执行

#coding=utf-8
import threading
import timedef saySorry():print("亲爱的，我错了，我能吃饭了吗？")time.sleep(1)if __name__ == "__main__":for i in range(5):t = threading.Thread(target=saySorry)t.start() #启动线程，即让线程开始执行

运行结果：

说明

可以明显看出使用了多线程并发的操作，花费时间要短很多
当调用start()时，才会真正的创建线程，并且开始执行

2. 主线程会等待所有的子线程结束后才结束

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#coding=utf-8
import threading
from time import sleep,ctimedef sing():for i in range(3):print("正在唱歌...%d"%i)sleep(1)def dance():for i in range(3):print("正在跳舞...%d"%i)sleep(1)if __name__ == '__main__':print('---开始---:%s'%ctime())t1 = threading.Thread(target=sing)t2 = threading.Thread(target=dance)t1.start()t2.start()#sleep(5) # 屏蔽此行代码，试试看，程序是否会立马结束？print('---结束---:%s'%ctime())

3. 查看线程数量

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#coding=utf-8
import threading
from time import sleep,ctimedef sing():for i in range(3):print("正在唱歌...%d"%i)sleep(1)def dance():for i in range(3):print("正在跳舞...%d"%i)sleep(1)if __name__ == '__main__':print('---开始---:%s'%ctime())t1 = threading.Thread(target=sing)t2 = threading.Thread(target=dance)t1.start()t2.start()while True:length = len(threading.enumerate())print('当前运行的线程数为：%d'%length)if length<=1:breaksleep(0.5)

线程(注意点)

1. 线程执行代码的封装
通过上一小节，能够看出，通过使用threading模块能完成多任务的程序开发，为了让每个线程的封装性更完美，所以使用threading模块时，往往会定义一个新的子类class，只要继承threading.Thread就可以了，然后重写run方法

示例如下：

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#coding=utf-8
import threading
import timeclass MyThread(threading.Thread):def run(self):for i in range(3):time.sleep(1)msg = "I'm "+self.name+' @ '+str(i) #name属性中保存的是当前线程的名字print(msg)if __name__ == '__main__':t = MyThread()t.start()

说明
python的threading.Thread类有一个run方法，用于定义线程的功能函数，可以在自己的线程类中覆盖该方法。而创建自己的线程实例后，通过Thread类的start方法，可以启动该线程，交给python虚拟机进行调度，当该线程获得执行的机会时，就会调用run方法执行线程。

2. 线程的执行顺序

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#coding=utf-8
import threading
import timeclass MyThread(threading.Thread):def run(self):for i in range(3):time.sleep(1)msg = "I'm "+self.name+' @ '+str(i)print(msg)
def test():for i in range(5):t = MyThread()t.start()
if __name__ == '__main__':test()

执行结果：(运行的结果可能不一样，但是大体是一致的)

 I'm Thread-1 @ 0I'm Thread-2 @ 0I'm Thread-5 @ 0I'm Thread-3 @ 0I'm Thread-4 @ 0I'm Thread-3 @ 1I'm Thread-4 @ 1I'm Thread-5 @ 1I'm Thread-1 @ 1I'm Thread-2 @ 1I'm Thread-4 @ 2I'm Thread-5 @ 2I'm Thread-2 @ 2I'm Thread-1 @ 2I'm Thread-3 @ 2

说明
从代码和执行结果我们可以看出，多线程程序的执行顺序是不确定的。当执行到sleep语句时，线程将被阻塞（Blocked），到sleep结束后，线程进入就绪（Runnable）状态，等待调度。

而线程调度将自行选择一个线程执行。上面的代码中只能保证每个线程都运行完整个run函数，但是线程的启动顺序、run函数中每次循环的执行顺序都不能确定。

3. 总结

每个线程默认有一个名字，尽管上面的例子中没有指定线程对象的name，但是python会自动为线程指定一个名字。
当线程的run()方法结束时该线程完成。
无法控制线程调度程序，但可以通过别的方式来影响线程调度的方式。

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