示例1
我們將要請(qǐng)求五個(gè)不同的url：
單線程
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import timeimport urllib2 defget_responses(): urls=[ ‘http://www.baidu.com', ‘http://www.amazon.com', ‘http://www.ebay.com', ‘http://www.alibaba.com', ] start=time.time() forurlinurls: printurl resp=urllib2.urlopen(url) printresp.getcode() print”Elapsed time: %s”%(time.time()-start) get_responses() |
輸出是：
http://www.baidu.com200
http://www.amazon.com200
http://www.ebay.com200
http://www.alibaba.com200
http://www.ythuaji.com.cn200
Elapsed time:3.0814409256
解釋：
url順序的被請(qǐng)求
除非cpu從一個(gè)url獲得了回應(yīng)，否則不會(huì)去請(qǐng)求下一個(gè)url
網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求會(huì)花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，所以cpu在等待網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的返回時(shí)間內(nèi)一直處于閑置狀態(tài)。
多線程
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import urllib2import timefrom threading import Thread classGetUrlThread(Thread): def__init__(self, url): self.url=url super(GetUrlThread,self).__init__() defrun(self): resp=urllib2.urlopen(self.url) printself.url, resp.getcode() defget_responses(): urls=[ ‘http://www.baidu.com', ‘http://www.amazon.com', ‘http://www.ebay.com', ‘http://www.alibaba.com', ‘https://www.ythuaji.com.cn' ] start=time.time() threads=[] forurlinurls: t=GetUrlThread(url) threads.append(t) t.start() fortinthreads: t.join() print”Elapsed time: %s”%(time.time()-start) get_responses() |
輸出：
http://www.ythuaji.com.cn200
http://www.baidu.com200
http://www.amazon.com200
http://www.alibaba.com200
http://www.ebay.com200
Elapsed time:0.689890861511
解釋：
意識(shí)到了程序在執(zhí)行時(shí)間上的提升
我們寫了一個(gè)多線程程序來(lái)減少cpu的等待時(shí)間，當(dāng)我們?cè)诘却粋€(gè)線程內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求返回時(shí)，這時(shí)cpu可以切換到其他線程去進(jìn)行其他線程內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。
我們期望一個(gè)線程處理一個(gè)url，所以實(shí)例化線程類的時(shí)候我們傳了一個(gè)url。
線程運(yùn)行意味著執(zhí)行類里的run()方法。
無(wú)論如何我們想每個(gè)線程必須執(zhí)行run()。
為每個(gè)url創(chuàng)建一個(gè)線程并且調(diào)用start()方法，這告訴了cpu可以執(zhí)行線程中的run()方法了。
我們希望所有的線程執(zhí)行完畢的時(shí)候再計(jì)算花費(fèi)的時(shí)間，所以調(diào)用了join()方法。
join()可以通知主線程等待這個(gè)線程結(jié)束后，才可以執(zhí)行下一條指令。
每個(gè)線程我們都調(diào)用了join()方法，所以我們是在所有線程執(zhí)行完畢后計(jì)算的運(yùn)行時(shí)間。
關(guān)于線程：
cpu可能不會(huì)在調(diào)用start()后馬上執(zhí)行run()方法。
你不能確定run()在不同線程建間的執(zhí)行順序。
對(duì)于單獨(dú)的一個(gè)線程，可以保證run()方法里的語(yǔ)句是按照順序執(zhí)行的。
這就是因?yàn)榫€程內(nèi)的url會(huì)首先被請(qǐng)求，然后打印出返回的結(jié)果。
實(shí)例2
我們將會(huì)用一個(gè)程序演示一下多線程間的資源競(jìng)爭(zhēng)，并修復(fù)這個(gè)問(wèn)題。
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from threading import Thread #define a global variablesome_var=0 classIncrementThread(Thread): defrun(self): #we want to read a global variable #and then increment it globalsome_var read_value=some_var print”some_var in %s is %d”%(self.name, read_value) some_var=read_value+1 print”some_var in %s after increment is %d”%(self.name, some_var) defuse_increment_thread(): threads=[] foriinrange(50): t=IncrementThread() threads.append(t) t.start() fortinthreads: t.join() print”After 50 modifications, some_var should have become 50″ print”After 50 modifications, some_var is %d”%(some_var,) use_increment_thread() |
多次運(yùn)行這個(gè)程序，你會(huì)看到多種不同的結(jié)果。
解釋：
有一個(gè)全局變量，所有的線程都想修改它。
所有的線程應(yīng)該在這個(gè)全局變量上加 1 。
有50個(gè)線程，最后這個(gè)數(shù)值應(yīng)該變成50，但是它卻沒(méi)有。
為什么沒(méi)有達(dá)到50？
在some_var是15的時(shí)候，線程t1讀取了some_var，這個(gè)時(shí)刻cpu將控制權(quán)給了另一個(gè)線程t2。
t2線程讀到的some_var也是15
t1和t2都把some_var加到16
當(dāng)時(shí)我們期望的是t1 t2兩個(gè)線程使some_var + 2變成17
在這里就有了資源競(jìng)爭(zhēng)。
相同的情況也可能發(fā)生在其它的線程間，所以出現(xiàn)了最后的結(jié)果小于50的情況。
解決資源競(jìng)爭(zhēng)
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from threading import Lock, Threadlock=Lock()some_var=0 classIncrementThread(Thread): defrun(self): #we want to read a global variable #and then increment it globalsome_var lock.acquire() read_value=some_var print”some_var in %s is %d”%(self.name, read_value) some_var=read_value+1 print”some_var in %s after increment is %d”%(self.name, some_var) lock.release() defuse_increment_thread(): threads=[] foriinrange(50): t=IncrementThread() threads.append(t) t.start() fortinthreads: t.join() print”After 50 modifications, some_var should have become 50″ print”After 50 modifications, some_var is %d”%(some_var,) use_increment_thread() |
再次運(yùn)行這個(gè)程序，達(dá)到了我們預(yù)期的結(jié)果。
解釋：
Lock 用來(lái)防止競(jìng)爭(zhēng)條件
如果在執(zhí)行一些操作之前，線程t1獲得了鎖。其他的線程在t1釋放Lock之前，不會(huì)執(zhí)行相同的操作
我們想要確定的是一旦線程t1已經(jīng)讀取了some_var，直到t1完成了修改some_var，其他的線程才可以讀取some_var
這樣讀取和修改some_var成了邏輯上的原子操作。
實(shí)例3
讓我們用一個(gè)例子來(lái)證明一個(gè)線程不能影響其他線程內(nèi)的變量（非全局變量）。
time.sleep()可以使一個(gè)線程掛起，強(qiáng)制線程切換發(fā)生。
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from threading import Threadimport time classCreateListThread(Thread): defrun(self): self.entries=[] foriinrange(10): time.sleep(1) self.entries.append(i) printself.entries defuse_create_list_thread(): foriinrange(3): t=CreateListThread() t.start() use_create_list_thread() |
運(yùn)行幾次后發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有打印出爭(zhēng)取的結(jié)果。當(dāng)一個(gè)線程正在打印的時(shí)候，cpu切換到了另一個(gè)線程，所以產(chǎn)生了不正確的結(jié)果。我們需要確保print self.entries是個(gè)邏輯上的原子操作，以防打印時(shí)被其他線程打斷。
我們使用了Lock()，來(lái)看下邊的例子。
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from threading import Thread, Lockimport time lock=Lock() classCreateListThread(Thread): defrun(self): self.entries=[] foriinrange(10): time.sleep(1) self.entries.append(i) lock.acquire() printself.entries lock.release() defuse_create_list_thread(): foriinrange(3): t=CreateListThread() t.start() use_create_list_thread() |
這次我們看到了正確的結(jié)果。證明了一個(gè)線程不可以修改其他線程內(nèi)部的變量（非全局變量）。
