8 分鐘內掌握 Python 多線程技巧
目錄
- 什麼是多線程？
- Python 中的全局解譯器鎖定（GIL）
- 如何在 Python 中使用多線程？
- 理解 worker 函數
- 在主線程中處理用戶輸入
- 同時運行多個線程
- 使用守護線程
- 傳遞參數給函數
- 控制多個線程的執行順序
- 總結與下一步行動
🧵 什麼是多線程？
多線程是指在一個程序中同時執行多個任務或操作的能力。在 Python 中，由於全局解譯器鎖定（GIL）的存在，實際上並沒有真正的多線程。Python 的多線程是一種偽多線程，通過在不同任務之間切換執行來實現類似多線程的效果。
🔒 Python 中的全局解譯器鎖定（GIL）
全局解譯器鎖定是 CPython 解釋器所具有的一種機制，它確保在任何時候只能有一個線程執行 Python 代碼。這意味著在單個線程中執行 CPU-bound 任務時，並不能從多線程中獲得更高的性能。然而，對於 I/O-bound 任務，如網絡請求或等待用戶輸入，多線程可以提供更好的性能。
🚦 如何在 Python 中使用多線程？
要使用多線程，首先需要導入 threading 模塊。這是 Python 的一個核心模塊，無需進行額外的安裝。
import threading
此外，還需要導入 time 模塊，以便使用其中的 sleep 函數創建一些間隔。
import time
🛠 理解 worker 函數
在使用多線程之前，我們先來創建一個簡單的函數作為示例。我們將其命名為 worker，它將不斷循環並打印一個計數器的值。
def worker():
done = False
counter = 0
while not done:
time.sleep(1)
counter += 1
print(counter)
這個函數很簡單，就是一個無限循環，每隔一秒打印一個計數器的值。
⌨️ 在主線程中處理用戶輸入
現在我們想在主線程中處理用戶的輸入。我們可以通過等待用戶輸入來實現這一點。
while not done:
user_input = input("請按Enter以結束：")
done = True
這樣，當用戶輸入任何內容並按下 Enter 鍵時，我們將設置 done 變量為 True，從而退出 while 循環。
🌐 同時運行多個線程
現在，我們已經準備好使用多線程來同時運行 worker 函數和處理用戶輸入了。
首先，我們需要創建一個線程對象，並將 worker 函數作為目標。
thread = threading.Thread(target=worker)
然後，我們可以開始線程。
thread.start()
現在，worker 函數將在一個單獨的線程中運行，同時我們還可以在主線程中處理用戶輸入。
👻 使用守護線程
預設情況下，Python 中的線程都是重要的線程，這意味著即使主線程結束，所有線程都會繼續運行。
如果我們希望在主線程結束後所有線程也結束，我們可以將線程設置為守護線程。
thread.daemon = True
這樣，當主線程結束時，守護線程也將隨之結束，無需額外的處理。
🎁 傳遞參數給函數
如果我們希望在創建線程時向函數傳遞參數，我們可以在創建線程時指定這些參數。
thread = threading.Thread(target=worker, args=("ABC",))
在上面的示例中，我們將字符串 "ABC" 作為參數傳遞給 worker 函數。
🧩 控制多個線程的執行順序
如果需要等待多個線程執行完成後再繼續執行下面的代碼，我們可以使用 join 方法。
thread1 = threading.Thread(target=worker1)
thread2 = threading.Thread(target=worker2)
thread1.start()
thread2.start()
thread1.join()
thread2.join()
在上面的示例中，我們創建了兩個線程，並使用 start 方法開始它們的執行。然後，我們使用 join 方法等待這兩個線程的執行完成。
這樣，直到這兩個線程都執行完畢，我們才會繼續執行下面的代碼。
📝 總結與下一步行動
通過本文，你學會了如何在 Python 中使用多線程，並了解了如何處理用戶輸入、使用守護線程和傳遞參數給函數。下一步，你可以嘗試在實際項目中應用多線程，以提高程序的效率和性能。
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