Python Threading: 如何同時執行多個任務？

一、什麼是Python Threading？

Python Threading是Python內置的線程庫，可以使用線程來執行非同步任務。線程是輕量級的，每個線程是一個獨立的執行單元，可以在Python程序中同時執行多個任務。Python Threading可以用來執行一些耗時的操作，例如網路請求、讀寫文件等操作。

二、線程的使用方法

Python Threading的使用方法十分簡單。首先要導入線程庫

import threading

然後，創建一個Thread對象，指定要執行的函數。例如，下面的代碼創建了一個線程，執行了一個名為”task”的函數:

def task():
    # 執行非同步任務
    pass
t = threading.Thread(target=task)
t.start()

在這個例子中，首先創建了一個名為”task”的函數。然後，創建了一個Thread對象，指定要執行的函數是”task”。最後，調用Thread對象的start()方法，線程就開始執行了。

三、線程鎖的使用方法

Python Threading中的線程鎖可以用來控制對共享資源的訪問。例如，在多線程環境下，兩個線程同時讀寫同一個全局變數，可能會出現數據不一致的情況。下面的代碼演示了如何使用線程鎖來保證數據的一致性:

import threading

count = 0
lock = threading.Lock()

def add():
    global count
    # 獲取鎖
    lock.acquire()
    count += 1
    # 釋放鎖
    lock.release()

# 創建10個線程執行add函數
threads = [threading.Thread(target=add) for i in range(10)]
for t in threads:
    t.start()
for t in threads:
    t.join()

print(count)

在這個例子中，首先創建了一個名為”count”的全局變數，和一個名為”lock”的鎖。然後，定義了一個名為”add”的函數，該函數用於對”count”進行加1操作。在函數內部，首先通過調用”lock.acquire()”方法獲取鎖，然後進行加1操作，最後通過調用”lock.release()”方法釋放鎖。接下來，創建了10個線程執行”add”函數。在執行函數之前先調用”lock.acquire()”方法獲取鎖，執行完畢後通過調用”lock.release()”方法釋放鎖。

四、線程池的使用方法

線程池可以用來提高線程的利用率，可以重複使用已經創建的線程，避免頻繁創建和銷毀線程的開銷。Python3中已經內置了線程池庫concurrent.futures，可以方便地創建線程池。下面的代碼演示了如何使用線程池:

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

def task():
    # 執行非同步任務
    pass

# 創建一個包含4個線程的線程池
executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=4)
# 提交20個任務到線程池執行
for i in range(20):
    executor.submit(task)
# 等待所有任務執行完畢
executor.shutdown()

在這個例子中，首先導入了ThreadPoolExecutor庫。然後，創建了一個含有4個線程的線程池。接著，提交了20個任務到線程池執行。最後，調用線程池的shutdown()方法等待所有任務執行完畢。

五、總結

Python Threading是Python內置的線程庫，可以用來執行一些耗時的操作。使用Python Threading可以通過線程的方式同時執行多個任務，使用線程鎖可以避免數據不一致的情況，使用線程池可以提高線程的利用率。