如何在Python中使用多執行緒？

隨著電腦的發展，我們所需要處理的資料越來越大，某些任務需要花費相當長的時間才能完成。為了提高程式的效率，許多程式設計師開始專注於多執行緒技術，它可以讓程式同時執行多個子任務。在這篇文章中，我們將介紹如何使用 Python 中的多執行緒。

一、什麼是多執行緒？

在程式設計中，執行緒是指一個程式中可以獨立運行的最小單位。與單執行緒的程式相比，多執行緒的程式可以在同一時間執行多項任務。這意味著，如果我們有多項任務需要完成，我們可以使用多執行緒來使得這些任務在不同的執行緒中同時進行，從而縮短程式所需的時間。

二、為什麼要使用多執行緒？

在使用單執行緒程式時，如果我們要完成兩個耗時較長的任務 A 和 B，那麼我們就需要依序執行它們。也就是說，如果任務 A 花了 10 秒鐘，那麼我們必須等待這 10 秒才能執行任務 B。這樣做的話，程序的效率將會非常低。

但是，如果我們使用多執行緒技術來同時執行任務 A 和 B，即使它們都需要 10 秒鐘，總時間也只需要 10 秒而已。這樣做不僅可以提高效率還可以節省時間。

三、Python 中的多執行緒

Python 使用 threading 模組來實作多執行緒。在 threading 模組中，主要有以下幾個重要的類別：

• Thread：這個類別表示一個單獨的執行緒。
• Lock：這個類別用於控制多個執行緒對共享資源的訪問，以避免競爭和資料損壞。
• RLock：這個類別與 Lock 類似，但允許同一個執行緒多次獲得鎖。
• Condition：這個類別被使用在多個執行緒之間協調和通訊的場合。

除此之外，還有一些函數和方法，如 current_thread()、enumerate() 等，它們都是用來支援多執行緒程式設計的。

下面，我們將示範一個多執行緒的例子，使用 threading.Thread 類別來實作。

四、範例

我們將寫一個簡單的執行緒來模擬一個耗時的任務和一個較短時間的任務。我們將使用兩個執行緒來完成這兩個任務，以便展示多執行緒的效用。

首先，我們需要引入 threading 模組。

import threading

接下來，定義兩個函數：一個模擬耗時的任務，另一個模擬較短時間的任務。這兩個函數分別使用 time 模組中的 sleep() 方法來模擬任務的執行時間。

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')

接下來，我們使用 threading.Thread 類別來建立兩個線程，每個線程分別執行上述兩個函數。

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')

在上述程式碼中，我們使用 threading.Thread 類別來建立兩個執行緒 t1 和 t2。每個執行緒分別使用上述定義好的兩個函數作為任務，其中長時間的任務使用 long_task()，短時間的任務使用 short_task()。

在主執行緒中，我們使用 start() 方法啟動兩個執行緒。 start() 方法將呼叫執行緒的 run() 方法來執行任務。然後我們使用 join() 方法等待兩個執行緒運行完畢。

最後，我們輸出 “程式運行結束” 讓我們知道程式已經結束。

運行上述程式碼，我們將會看到以下輸出：

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，執行較短時間的任務的執行緒比執行耗時任務的執行緒先結束了。這表明多線程確實提高了程式的效率。

這個範例雖然簡單，但它示範如何使用 Python 進行多執行緒程式設計。

五、總結

在本文中，我們介紹了多執行緒程式設計的概念、優點以及 Python 如何使用 threading 模組來支援多執行緒程式設計。範例程式碼展示如何建立執行緒、定義執行緒任務和控制執行緒的執行順序。

當我們需要處理大量資料或執行一些耗時的任務時，多執行緒是一個非常有用的工具。希望這篇文章能幫助你了解多執行緒的基本概念以及如何在 Python 中使用多執行緒。

以上是如何在Python中使用多執行緒？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！