python基於concurrent模塊實現多線程

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引言      

　　之前也寫過多線程的博客，用的是 threading ，今天來講下 python 的另外一個自帶庫 concurrent 。concurrent 是在 Python3.2 中引入的，隻用幾行代碼就可以編寫出線程池/進程池，並且計算型任務效率和 mutiprocessing.pool 提供的 poll 和 ThreadPoll 相比不分伯仲，而且在 IO 型任務由於引入瞭 Future 的概念效率要高數倍。而 threading 的話還要自己維護相關的隊列防止死鎖，代碼的可讀性也會下降，相反 concurrent 提供的線程池卻非常的便捷，不用自己操心死鎖以及編寫線程池代碼，由於異步的概念 IO 型任務也更有優勢。

　　concurrent 的確很好用，主要提供瞭 ThreadPoolExecutor 和 ProcessPoolExecutor 。一個多線程，一個多進程。但 concurrent 本質上都是對 threading 和 mutiprocessing 的封裝。看它的源碼可以知道，所以最底層並沒有異步。
ThreadPoolExecutor 自己提供瞭任務隊列，不需要自己寫瞭。而所謂的線程池，它隻是簡單的比較當前的 threads 數量和定義的 max_workers 的大小，小於 max_workers 就允許任務創建線程執行任務。

操作多線程/多進程

1、創建線程池

通過 ThreadPoolExecutor 類創建線程池對象，max_workers 設置最大運行線程數數。使用 ThreadPoolExecutor 的好處是不用擔心線程死鎖問題，讓多線程編程更簡潔。

from concurrent import futures

pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)

2、submit

submit(self, fn, *args, **kwargs):

  • fn：需要異步執行的函數
  • *args,**kwargs：fn 接受的參數

 該方法的作用就是提交一個可執行的回調task，它返回一個Future對象。可以看出此方法不會阻塞主線程的執行。

import requests,datetime,time
from concurrent import futures

def get_request(url):
    r = requests.get(url)
    print('{}:{}  {}'.format(datetime.datetime.now(),url,r.status_code))

urls = ['https://www.baidu.com','https://www.tmall.com','https://www.jd.com']
pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)
for url in urls:
    task = pool.submit(get_request,url)
print('{}主線程'.format(datetime.datetime.now()))
time.sleep(2)


# 輸出結果
2021-03-12 15:29:10.780141:主線程
2021-03-12 15:29:10.865425:https://www.baidu.com  200
2021-03-12 15:29:10.923062:https://www.tmall.com  200
2021-03-12 15:29:10.940930:https://www.jd.com  200

3、map

map(self, fn, *iterables, timeout=None, chunksize=1):

  • fn：需要異步執行的函數
  • *iterables：可迭代對象

map 第二個參數是可迭代對象，比如 list、tuple 等，寫法相對簡單。map 方法也不會阻塞主線程的執行。

import requests,datetime,time
from concurrent import futures



def get_request(url):
    r = requests.get(url)
    print('{}:{}  {}'.format(datetime.datetime.now(),url,r.status_code))

urls = ['https://www.baidu.com','https://www.tmall.com','https://www.jd.com']
pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)
tasks = pool.map(get_request,urls)
print('{}:主線程'.format(datetime.datetime.now()))
time.sleep(2)


# 輸出結果
2021-03-12 16:14:04.854452:主線程
2021-03-12 16:14:04.938870:https://www.baidu.com  200
2021-03-12 16:14:05.033849:https://www.jd.com  200
2021-03-12 16:14:05.048952:https://www.tmall.com  200

4、wait

如果要等待子線程執行完之後再執行主線程要怎麼辦呢，可以通過 wait 。

wait(fs, timeout=None, return_when=ALL_COMPLETED):

  • fs：所有任務 tasks
  • return_when：有三個參數 FIRST_COMPLETED：隻要有一個子線程完成則返回結果。 FIRST_EXCEPTION：隻要有一個子線程拋異常則返回結果，若沒有異常則等同於ALL_COMPLETED。 ALL_COMPLETED：默認參數，等待所有子線程完成。
import requests,datetime,time
from concurrent import futures


def get_request(url):
    r = requests.get(url)
    print('{}:{}  {}'.format(datetime.datetime.now(),url,r.status_code))

urls = ['https://www.baidu.com','https://www.tmall.com','https://www.jd.com']
pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)
tasks =[]
for url in urls:
    task = pool.submit(get_request,url)
    tasks.append(task)
futures.wait(tasks)
print('{}:主線程'.format(datetime.datetime.now()))
time.sleep(2)


# 輸出結果
2021-03-12 16:30:13.437042:https://www.baidu.com  200
2021-03-12 16:30:13.552700:https://www.jd.com  200
2021-03-12 16:30:14.117325:https://www.tmall.com  200
2021-03-12 16:30:14.118284:主線程

5、異常處理

as_completed(fs, timeout=None)

  • 所有任務 tasks

使用 concurrent.futures 操作 多線程/多進程 過程中，很多函數報錯並不會直接終止程序，而是什麼都沒發生。使用 as_completed 可以捕獲異常，代碼如下

import requests,datetime,time
from concurrent import futures

def get_request(url):
    r = requests.get(url)
    print('{}:{}  {}'.format(datetime.datetime.now(),url,r.status_code))

urls = ['www.baidu.com','https://www.tmall.com','https://www.jd.com']
# 創建線程池
pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)
tasks =[]
for url in urls:
    task = pool.submit(get_request,url)
    tasks.append(task)
# 異常捕獲 
errors = futures.as_completed(tasks)
for error in errors:
    # error.result()       等待子線程都完成，並拋出異常，中斷主線程
    # 捕獲子線程異常，不會終止主線程繼續運行
    print(error.exception())
futures.wait(tasks)
print('{}:主線程'.format(datetime.datetime.now()))
time.sleep(2)


# 輸出結果
Invalid URL 'www.baidu.com': No schema supplied. Perhaps you meant http://www.baidu.com?
2021-03-12 17:24:26.984933:https://www.tmall.com  200
None
2021-03-12 17:24:26.993939:https://www.jd.com  200
None
2021-03-12 17:24:26.994937:主線程

多進程編程也類似，將 ThreadPoolExecutor 替換成 ProcessPoolExecutor 。

以上就是python基於concurrent模塊實現多線程的詳細內容，更多關於python concurrent實現多線程的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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