Python多线程编程详解:模块选择、创建方式与实战应用

沿途有光
沿途有光
发布时间:2026-10-13 | 4人浏览过
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本文详细解析Python中多线程的实现机制,对比thread与threading模块的差异,推荐使用threading。通过Thread类两种创建方式、线程状态查询方法及join用法,深入讲解线程与进程在PID、启动效率及内存共享上的区别,并结合Socket服务端示例展示多线程在实际网络编程中的应用。

Python线程模块概述

一、Python线程模块概述

1.1 thread与threading模块简介

thread模块提供了基础的线程支持和锁机制。

threading模块则提供了更高级别且功能更完善的线程管理功能。

1.2 Queue模块

Queue模块允许用户创建一个用于多线程间共享数据的队列数据结构。

1.3 模块选择注意事项

  • 应避免使用thread模块。
  • 因为更高级别的threading模块更为先进,对线程的支持更为完善。
  • 而且使用thread模块里的属性有可能会与threading出现冲突;
  • 其次低级别的thread模块的同步原语很少(实际上只有一个),而threading模块则有很多;
  • 再者,thread模块中当主线程结束时,所有的线程都会被强制结束掉,没有警告也不会有正常的清除工作,至少threading模块能确保重要的子线程退出后进程才退出。

注意:thread模块不支持守护线程,当主线程退出时,所有的子线程不论它们是否还在工作,都会被强行退出。而threading模块支持守护线程,守护线程一般是一个等待客户请求的服务器,如果没有客户提出请求它就在那等着,如果设定一个线程为守护线程,就表示这个线程是不重要的,在进程退出的时候,不用等待这个线程退出。

Threading模块详解

二、Threading模块详解

multiprocess模块的完全模仿了threading模块的接口,二者在使用层面,有很大的相似性,因而不再详细介绍(官方链接)

通过Threading.Thread类创建线程

三、通过Threading.Thread类来创建线程

3.1 创建线程的方式一

1.直接通过Threading.Thread来创建


from threading import Thread
import time

def task(name):
  print(f'子线程{name} is running')
  time.sleep(1)
  print(f'子线程{name} is end')
  
# 因为创建线程不需要重新开辟内存空间,所以不用写main,创建线程只是单独把启动线程函数里面的代码拿出来用
t = Thread(target=task,args=('Cecilia陈',))
t.start()
print('主线程结束')

子线程Cecilia陈 is running

主线程结束

子线程Cecilia is end

3.2 创建线程的方式二

2.通过自定义类来继承Thread类来创建线程


from threading import Thread
import time
class MyDic(Thread,name):
  def __init__(self,name)
    super().__init__()
    self.name = name
  def run(self):
    print(f'子线程{name} is running')
    time.sleep(1)
    print(f'子线程{name} is end')
t = Mydic('Cecilia陈')
t.start()
print('主进程结束')

线程Cecilia陈 start

主进程

线程Cecilia陈 end

多线程和多进程的比较

四、多线程和多进程的比较

4.1 pid的比较


from threading import Thread
from multiprocessing import Process
import time
import os

def task(name):
  print(f'子线程{name} is running')
  time.sleep(1)
  print(f'子线程{name} is end')
  print(f'子线程{name}的pid:{os.getpid()}')
def task1(name):
  print(f'进程{name} is running')
  time.sleep(1)
  print(f'进程{name} is end')
  print(f'进程的{name}pid:{os.getpid()}')
if __name__ == '__main__':
  # part1:在主进程下开启多个线程,每个线程都跟主进程的pid一样
  t = Thread(target=task, args=('Cecilia陈',))
  t.start()
  t.join()
  print(f'主线程的pid:{os.getpid()}')
  # 开多个进程,每一个进程的pid号都不一样
  p = Process(target=task1,args=('xichen',))
  p1 = Process(target=task1,args=('xixi',))
  p.start()
  p1.start()
  p.join()
  p1.join()
  print(f'主进程的pid:{os.getpid()}')

子线程Cecilia陈 is running 子线程Cecilia陈 is end 子线程Cecilia陈的pid:10892 主线程的pid:10892 进程xixi is running 进程xichen is running 进程xichen is end 进程xixi is end 进程的xichenpid:6844 进程的xixipid:13700 主进程的pid:10892

4.2 线程和进程开启效率的较量


from threading import Thread
from multiprocessing import Process
import time
def task(name):
  print(f'{name} is running')
  time.sleep(2)
  print(f'{name} is end')
if __name__ == '__main__':
  t = Thread(target=task,args=('子线程',))
  p = Process(target=task,args=('子进程',))
  t.start()
  # p.start()
  print('主')

1.开启线程的速度:

子线程 is running

主

子线程 is end

2.开启进程的速度:

主

子进程 is running

子进程 is end

4.3 内存数据共享问题


from threading import Thread
from multiprocessing import Process
import time,os
x = 100
def task():
  global x
  x = 50 # 此时线程是在拿全局的x的值
  print(os.getpid()) # 因为开启线程是不需要操作系统给线程分配内存空间的,所以线程用的是它当前所在的进程的进程号
if __name__ == '__main__':
  # 线程
  t = Thread(target=task)
  t.start()
  time.sleep(2)
  print(x) # 50,这里说明线程他是共享他所在进程下的所有资源,对资源进行一系列的操作
  print(os.getpid())
  # 进程
  # p = Process(target=task)
  # p.start() 
  # print(x) # 这里的x还是主进程的x 100

Thread类的其他方法

五、Thread类的其他方法

Thread实例对象的方法:

  • isAlive():返回线程是否活动的。
  • getName():返回线程名。
  • setName():设置线程名。

threading模块提供的一些方法:

  • threading.currentThread():返回当前的线程变量。
  • threading.enumerate():返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前,不包括启动前和终止后的线程。
  • threading.activeCount():返回正在运行的线程数量,与len(threading.enumerate())有相同的结果。

5.1 代码实例


from threading import Thread,currentThread,enumerate,activeCount
import time

def task():
  print('子线程 start')
  time.sleep(2)
  print('子线程 end')
  print(enumerate())# 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前,不包括启动前和终止后的线程。
  print(currentThread(),'子线程') # 返回当前的线程变量
  print(activeCount())

if __name__ == '__main__':
  t1 = Thread(target=task)
  t2 = Thread(target=task)
  t1.start()
  t2.start()
  t2.setName('Cecilia陈')
  print(t2.getName()) # 得到t2的线程名字,是我们设置好的Cecilia陈
  print(t1.getName()) # 得到t1的线程名子 Thread-1
  print(t1.is_alive()) # True

5.2 join方法


from threading import Thread
import time
def task():
  print('子线程 start')
  time.sleep(2)
  print('子线程 end')

t = Thread(target=task)
t.start()
t.join() # 等待子线程运行结束
print('主线程')

多线程实现socket

六、多线程实现socket

6.1 服务端


import socket
from threading import Thread

socket = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
socket.bind(('192.168.11.78',8004))
socket.listen(5)

def action(conn,addr):
  while True:
    try:

      msg = (conn.recv(1024)).decode('utf8').upper()
      print(f'客户端{addr}发送的数据为:{msg.lower()}')
      print(f'向客户端{addr}发送数据为',msg)
      conn.send(msg.encode('utf8'))
    except:
      break
if __name__ == '__main__':
  print('等待客户端连接:')
  while True:
    try:
      conn,addr = socket.accept()
      print(f'客户端已连接{addr}')
      t = Thread(target=action,args=(conn,addr))
      t.start()
    except:
      print(f'客户端{addr}断开连接 !!')
      break

6.2 客户端


import socket
client = socket.socket()
client.connect(('192.168.11.78',8004))
while True:
  msg = input('输入:')
  if msg == 'q':
    break
  client.send(msg.encode('utf8'))
  flag = client.recv(1024)
  print('接收服务端的数据为:',flag.decode('utf8'))

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持本站。

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