Python【行程和執行緒】保姆式教學，1個臺機子多只手干活的秘籍！

行程執行緒有多重要？剛開始學Python的時候你可能還沒有感覺到，因為你寫的代碼從上到下執行一遍就可以了，但實際上這很初級，實際開發寫專案的時候，為了充分利用電腦配置來加快程式進度，我們往往會用到多行程多執行緒，

就比如說我們的爬蟲，沒有多行程多執行緒的程式就像只能一只手干活，而開啟了多行程多執行緒之后就是幾只幾十只手在干活，你需要10分鐘才能爬完的資料，別人可能1分鐘不到就弄完了，

行程執行緒也是Python入門的最后一個板塊的知識，基本上我的Python新手入門教程系列文章就要更新完了，

Python新手入門教程系列文章專欄

在開始Python的行程和執行緒教學之前，有一些關于基礎概念需要給大家進行講解，

一、多任務作業系統

作業系統可以執行多個任務，比如我們的Windows系統，除了目前在執行的、你能看得到的幾個任務，還有很多后臺正在執行的任務，可以用Ctrl+Alt+Del鍵調出任務管理器看一下就知道了，

我的電腦配置經常會看到有幾核處理器的屬性，例如我的電腦是12核的，也就是說電腦最多能同時執行12個任務，最多運行12個行程同時進行，

但為什么我們的電腦卻能夠同時運行幾百個任務呢？

其實這得益于于作業系統的任務調度，大部分的作業系統是采用搶占時間片的形式進行調度，系統在極其微小的時間內，在多個任務之間進行極快速的切換，比如說8核的作業系統理論上1秒鐘之內只能同時執行8個任務，但是系統在1秒鐘之內可能在上百個任務之間進行切換，A任務執行一下、B任務執行一下、C任務執行一下…結果1秒鐘之內很多任務都能被執行到，造成了肉眼可見的幾百個任務在一直執行，

術語叫“宏觀并行，微觀串行”，實際上電腦在極端的時間內只能執行不超過配置核數的任務數，8核還是只能執行8個任務，

1.何為行程？

既然講到了任務，那么行程就是任務，1個行程就相當于1個任務，是作業系統分配資源的最小單位，在python中，想要實作多任務可以使用行程來完成，行程是實作多任務的一種方式，

2.何為執行緒？

行程的多個子任務就稱之為執行緒，執行緒是行程的最小執行單位， 一個行程可以有很多執行緒，每個執行緒執行的任務都不一樣，

Python既支持多行程又支持多執行緒，接下來我們就開始進入Python的行程與執行緒的學習，

二、Python的多行程multiprocessing（包）

如果你利用多行程，你的Python代碼是從頭到尾逐行執行的，這其實就是在執行1個行程，這一點應該很好理解，

要想更多利用CPU資源，我們可以利用多行程，這里介紹一個Python多行程時常用的包multiprocessing，它擁有很多的功能，比如子行程、通訊、共享、執行不同的形式等等,我們來了解一些常用的，

1.Process——行程類

Process是multiprocessing里面的一個行程類，通過它就能實作多行程，我們先來看一下它的用法，后面我們會有實際的例子去講述，

Process(target,name,args,kwargs)

• target是目標，在哪里新開行程讓系統去執行？得給系統一個目標，
• name是行程的名字，你可以設定也可以不設定，默認是Process-N，N是從1,2,3…N，系統默認從小到大取名，
• args和kwargs是引數，可用于傳遞到目標，

Process里面有很多方法，其中最常用的就是start（）啟動行程的方法，

行程名.start()	#開始行程

舉例：寫好的代碼如下，我想看看開啟和沒開啟多行程呼叫函式的效果，

import time

#2個要同時執行的函式
def music() :
    for i in range(5):  #執行5次
        print("聽音樂中...")
        time.sleep(0.2) #延遲0.2s，目的是讓效果對比更明顯一些

def movie():
    for i in range(5):
        print("看視頻中...")
        time.sleep(0.2) #延遲0.2s
music()
movie()
print("主行程執行完畢")

在沒有開啟多行程時，執行效果如下：

可以看到，這是很正常的運行情況，程式從上運行到下，逐行運行，music()里面的三次回圈沒有執行完畢就不會執行movie（）里面，以及這兩個函式如果沒有執行完畢，就不會執行最后一行的print(“主行程執行完畢”)，

我們再來看在上面案例的代碼中加入多行程:

import time
import multiprocessing


# 2個要同時執行的函式
def music():
    for i in range(5):  # 執行5次
        print("聽音樂中...")
        time.sleep(0.2)  # 延遲0.2s，目的是讓效果對比更明顯一些


def movie():
    for i in range(5):
        print("看視頻中...")
        time.sleep(0.2)  # 延遲0.2s


if __name__ == "__main__":  # 解決Windows系統下呼叫包時的遞回問題
    # 創建子行程
    music_process = multiprocessing.Process(target=music)
    movie_process = multiprocessing.Process(target=movie)

    # 啟用行程
    music_process.start()
    movie_process.start()

    print("主行程執行完畢")

代碼中我加入了一個if陳述句來判斷__name__這個，為什么？因為在Windows系統下， multiprocessing這個包會發生遞回現象，就是會在“匯入模塊—呼叫模塊”之間反復執行，不信你可以把if陳述句去掉，把里面的代碼全部放到外面來執行就會報錯，這是Windows系統下會發生的一個現象，mac、linux等系統是不用加ifl來做判斷的，

關于__name__ = "main"這個知識點我在模塊與包的初始化時候有講過，不懂的可以回去看一下，

運行效果：

可以看出來，這開啟行程之后，代碼運行時是有3個行程同時進行的，一個是從上往下執行的主行程，執行到下面輸出“主行程執行完畢”，另外兩個子行程去執行music（）和movie()行程，從他們的執行速度來看，它們是同時在進行的，所以沒有像剛才那樣非要等其中一個函式里面的代碼執行3遍才開始第2個函式，

同樣的代碼，你們的執行效果可能會跟我有所差異，因為效果是根據系統當前的狀況去隨機分配的，但并不影響你能看出來它的結果是多執行緒在進行，

最后補充一下，前面我們講過Process里面有args和kwargs可進行引數傳遞，args是普遍引數的傳遞，kwargs是以字典的形式進行引數傳遞，我們還是以上面的代碼為例，進行一下有引數傳遞的多進行，

2.獲取當前行程的編號

前面我們講到了代碼執行時有多個行程在同時進行任務，那么怎么樣查看當前行程的編號來得知目前有哪些行程在運行呢？哪些是主行程哪些是子行程呢？3個方法，我們先來看一下方法，后面再結合例子一起使用，

（1）獲取當前行程的編號：

需要用到一個os模塊里面的getpid()方法，用法如下：

os.getpid()

（2）獲取當前行程的名字

這里用的還是multiprocessing包，里面有個current_process()的方法，用法如下：

multiprocessing.current_process()

（3）獲取當前父行程（主行程）的編號

子行程是屬于哪個父行程的？這個用的是os模塊里面的getppid() ，用法如下：

os.getppid()

那么方法都看到了，我們來在剛才的例子的基礎上，獲取并列印一下當前行程的名字、編號以及父行程的編號，

import time
import multiprocessing
import os


# 2個要同時執行的函式
def music():
    print("music子行程名字：", multiprocessing.current_process())
    print("music子行程編號：", os.getpid())
    print("music所屬主行程的編號：", os.getppid())

    for i in range(5):  # 執行5次
        print("聽音樂中...")
        time.sleep(0.2)  # 延遲0.2s，目的是讓效果對比更明顯一些


def movie(a, b):
    print("movie子行程名字：", multiprocessing.current_process())
    print("movie子行程編號：", os.getpid())
    print("movie所屬主行程的編號：", os.getppid())
    for i in range(5):
        print("看視頻中...")
        time.sleep(0.2)  # 延遲0.2s


if __name__ == "__main__":  # 解決Windows系統下呼叫包時的遞回問題
    # 創建子行程
    music_process = multiprocessing.Process(target=music)
    movie_process = multiprocessing.Process(target=movie, kwargs={"a": 30, "b": 40})

    # 啟用行程
    music_process.start()
    movie_process.start()

    print("主行程編號：",os.getpid())

運行結果：

可以只要我們使用獲取執行緒的方法的執行緒，都能被列印出來編號和名字，

三、多執行緒Threading模塊

多行程能同時運行幾個任務，前面我們講過行程的最小單位是執行緒，那么執行緒也同樣可以進行多個任務，如果一個行程只有1個任務（主行程），那么也可以說是只有1個執行緒，就比如我們不使用多行程運行代碼的時候，這時候就可以說1個主行程或1個主執行緒，

1.多執行緒的類Thread類

多執行緒常用的一個模塊是threading，里面有個教Thread的類，跟前面我們將多行程時用到的Process類差不多，我們先來看看用法：

Thread(target=None,name=None,args=(),kwargs=None)

• target:可執行目標
• name：執行緒的名字默認Thread-N
• args/kwargs:目標引數

同樣的，多執行緒也要有開啟的方法，跟前面的也差不多：

start()

還有獲取執行緒名字的方法：

threading.current_thread()

知道了這些知識點，我們開始舉例：用跟上面差不多的例子去使用一下我們的多執行緒，

import threading,time

def music(name,loop):
    for i in range(loop):
        print("聽音樂 %s , 第%s次"%(name,i))
        time.sleep(0.2)

def movie(name,loop):
    for i in range(loop):
        print("看電影%s , 第%s次"%(name,i))
        time.sleep(0.2)

if __name__ =="__main__":
    music_thread = threading.Thread(target=music,args=("最親的人",3))
    movie_thread = threading.Thread(target=movie,args=("唐探2",3))
    music_thread.start()
    movie_thread.start()
    print("主執行緒執行完畢")

運行結果：

聽音樂 最親的人 , 第0次
看電影唐探2 , 第0次
主執行緒執行完畢
聽音樂 最親的人 , 第1次看電影唐探2 , 第1次

看電影唐探2 , 第2次聽音樂 最親的人 , 第2次

可以看出來，我們的多執行緒其實是跟多行程差不多的，同樣可以運行多個任務，這里我們還增加了引數的使用，

2.繼承Thread類

我們除了用上面的方法實作多執行緒任務，還可以用繼承類的方式去實作多執行緒，

舉例：通過多執行緒的方式，去列印“涼涼”和“頭發沒了"，

import threading,time

#多執行緒的創建
class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self,name):    #初始化
        super().__init__()  #呼叫父類Thread的初始化方法
        self.name = name    #name變成實體屬性
    def run(self):
        #執行緒要做的事情
        for i in range(5):
            print(self.name)
            time.sleep(0.2)
 #實體化子執行緒
t1 = MyThread("涼涼")
t2 = MyThread("頭發沒了")

t1.start()
t2.start()

MyThread這個類是我們自己創建的，它是繼承于父類threading.Thread ，同時我們需要寫上MyThread的初始化方法，每當被呼叫的時候把準備作業做好，super（）.int（） 這個我們也講過了，在前面的面向物件時有講過，不懂的可以去看看面向物件那篇文章的內容，

運行結果：

涼涼
頭發沒了
涼涼
頭發沒了
涼涼頭發沒了

涼涼頭發沒了

涼涼
頭發沒了

隨機效果是有的，你們的效果和我的可能會不一樣，每臺電腦在運行多執行緒代碼時，哪個執行緒能夠搶到時間片誰就先執行，

通過類Thread繼承一樣可以實作多執行緒，

結語

行程執行緒講完之后，基本上Python入門的所有知識點都講完了，剩下的就是一章附加文章了，基本上從開始的Python基礎到后面的高級編程板塊的內容，如果你學完了，你去進階Python的任何方向都是OK的，加油！

我的公眾號在一番籌備之后終于出來了，公眾號會有我所有的技術和經驗文章，因為每個平臺支持的文章型別不一樣，所以有些文章大家可能是沒有見過的，歡迎前去查閱，