Python - マルチスレッドプログラミング

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複数のスレッドを実行することは、複数の異なるプログラムを同時に実行することに似ていますが、次の利点があります -

プロセス内の複数のスレッドがメインスレッドと同じデータ空間を共有するため、別々のプロセスである場合よりも簡単に情報を共有したり、相互に通信したりできます。
スレッドは軽量プロセスと呼ばれることもあり、多くのメモリオーバーヘッドを必要としません。プロセスよりも安価です。

スレッドには、開始、実行シーケンス、および終了があります。コンテキスト内で現在実行されている場所を追跡する命令ポインターがあります。

プリエンプト (中断) することができます
他のスレッドが実行されている間、一時的に保留 (スリープとも呼ばれます) することができます。これは譲歩と呼ばれます。

新しいスレッドの開始

別のスレッドを生成するには、thread で利用可能な次のメソッドを呼び出す必要がありますモジュール−

thread.start_new_thread ( function, args[, kwargs] )

このメソッド呼び出しにより、Linux と Windows の両方で新しいスレッドを高速かつ効率的に作成できます。

メソッド呼び出しはすぐに戻り、子スレッドが開始され、渡された args のリストで関数を呼び出します .関数が戻ると、スレッドは終了します。

ここで、args 引数のタプルです。空のタプルを使用して、引数を渡さずに関数を呼び出します。 クワーグ キーワード引数のオプションの辞書です。

例

#!/usr/bin/python

import thread
import time

# Define a function for the thread
def print_time( threadName, delay):
   count = 0
   while count < 5:
      time.sleep(delay)
      count += 1
      print "%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) )

# Create two threads as follows
try:
   thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1", 2, ) )
   thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2", 4, ) )
except:
   print "Error: unable to start thread"

while 1:
   pass

上記のコードが実行されると、次の結果が生成されます-

Thread-1: Thu Jan 22 15:42:17 2009
Thread-1: Thu Jan 22 15:42:19 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:19 2009
Thread-1: Thu Jan 22 15:42:21 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:23 2009
Thread-1: Thu Jan 22 15:42:23 2009
Thread-1: Thu Jan 22 15:42:25 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:27 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:31 2009
Thread-2: Thu Jan 22 15:42:35 2009

低レベルのスレッド化には非常に効果的ですが、スレッド モジュールは、新しいスレッドモジュールに比べて非常に制限されています。

スレッド化モジュール

Python 2.4 に含まれる新しいスレッドモジュールは、前のセクションで説明したスレッドモジュールよりもはるかに強力で高度なスレッドのサポートを提供します。

スレッディング モジュールは スレッド のすべてのメソッドを公開しますモジュールであり、いくつかの追加メソッドを提供します −

threading.activeCount() − アクティブなスレッドオブジェクトの数を返します。
threading.currentThread() − 呼び出し元のスレッドコントロール内のスレッドオブジェクトの数を返します。
threading.enumerate() − 現在アクティブなすべてのスレッドオブジェクトのリストを返します。

メソッドに加えて、threading モジュールには Thread があります。スレッドを実装するクラス。 スレッドが提供するメソッドクラスは次のとおりです-

run() − run() メソッドは、スレッドのエントリポイントです。
開始() − start() メソッドは、run メソッドを呼び出してスレッドを開始します。
参加([時間]) − join() は、スレッドが終了するのを待ちます。
isAlive() − isAlive() メソッドは、スレッドがまだ実行中かどうかをチェックします。
getName() − getName() メソッドは、スレッドの名前を返します。
setName() − setName() メソッドは、スレッドの名前を設定します。

Threading を使用してスレッドを作成するモジュール

threading モジュールを使用して新しいスレッドを実装するには、次のことを行う必要があります-

Thread の新しいサブクラスを定義しますクラス。
__init__(self [,args]) をオーバーライドします追加の引数を追加するメソッド。
次に、run(self [,args]) メソッドをオーバーライドして、開始時にスレッドが何をすべきかを実装します。

新しいスレッドを作成したらサブクラスのインスタンスを作成し、start() を呼び出して新しいスレッドを開始できます。、次に run() を呼び出しますメソッド。

例

#!/usr/bin/python

import threading
import time

exitFlag = 0

class myThread (threading.Thread):
   def __init__(self, threadID, name, counter):
      threading.Thread.__init__(self)
      self.threadID = threadID
      self.name = name
      self.counter = counter
   def run(self):
      print "Starting " + self.name
      print_time(self.name, 5, self.counter)
      print "Exiting " + self.name

def print_time(threadName, counter, delay):
   while counter:
      if exitFlag:
         threadName.exit()
      time.sleep(delay)
      print "%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time()))
      counter -= 1

# Create new threads
thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)

# Start new Threads
thread1.start()
thread2.start()

print "Exiting Main Thread"

上記のコードが実行されると、次の結果が生成されます-

Starting Thread-1
Starting Thread-2
Exiting Main Thread
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:03 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:04 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:04 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:05 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:06 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:06 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:10:07 2013
Exiting Thread-1
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:08 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:10 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:10:12 2013
Exiting Thread-2

スレッドの同期

Python で提供されるスレッド化モジュールには、スレッドの同期を可能にする実装が簡単なロックメカニズムが含まれています。 Lock() を呼び出すことにより、新しいロックが作成されます。新しいロックを返すメソッド。

取得（ブロック） 新しいロックオブジェクトのメソッドを使用して、スレッドを強制的に同期的に実行します。オプションのブロッキング パラメータを使用すると、スレッドがロックの取得を待機するかどうかを制御できます。

ブロックする場合が 0 に設定されている場合、スレッドは、ロックを取得できない場合は値 0 を返し、ロックを取得した場合は値 1 を返します。ブロッキングが 1 に設定されている場合、スレッドはブロックされ、ロックが解放されるのを待ちます。

release() 新しいロックオブジェクトのメソッドは、ロックが不要になったときにロックを解放するために使用されます。

例

#!/usr/bin/python

import threading
import time

class myThread (threading.Thread):
   def __init__(self, threadID, name, counter):
      threading.Thread.__init__(self)
      self.threadID = threadID
      self.name = name
      self.counter = counter
   def run(self):
      print "Starting " + self.name
      # Get lock to synchronize threads
      threadLock.acquire()
      print_time(self.name, self.counter, 3)
      # Free lock to release next thread
      threadLock.release()

def print_time(threadName, delay, counter):
   while counter:
      time.sleep(delay)
      print "%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time()))
      counter -= 1

threadLock = threading.Lock()
threads = []

# Create new threads
thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)

# Start new Threads
thread1.start()
thread2.start()

# Add threads to thread list
threads.append(thread1)
threads.append(thread2)

# Wait for all threads to complete
for t in threads:
    t.join()
print "Exiting Main Thread"

上記のコードが実行されると、次の結果が生成されます-

Starting Thread-1
Starting Thread-2
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:28 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:29 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:30 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:32 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:34 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:36 2013
Exiting Main Thread

マルチスレッド優先キュー

待ち行列 モジュールを使用すると、特定の数のアイテムを保持できる新しいキューオブジェクトを作成できます。キューを制御するには、次のメソッドがあります −

get() − get() はキューから項目を削除して返します。
put() − put はアイテムをキューに追加します。
qsize() − qsize() は、現在キューにあるアイテムの数を返します。
空() − キューが空の場合、empty( ) は True を返します。それ以外の場合は、False。
full() − キューがいっぱいの場合、full() は True を返します。それ以外の場合は、False。

例

#!/usr/bin/python

import Queue
import threading
import time

exitFlag = 0

class myThread (threading.Thread):
   def __init__(self, threadID, name, q):
      threading.Thread.__init__(self)
      self.threadID = threadID
      self.name = name
      self.q = q
   def run(self):
      print "Starting " + self.name
      process_data(self.name, self.q)
      print "Exiting " + self.name

def process_data(threadName, q):
   while not exitFlag:
      queueLock.acquire()
         if not workQueue.empty():
            data = q.get()
            queueLock.release()
            print "%s processing %s" % (threadName, data)
         else:
            queueLock.release()
         time.sleep(1)

threadList = ["Thread-1", "Thread-2", "Thread-3"]
nameList = ["One", "Two", "Three", "Four", "Five"]
queueLock = threading.Lock()
workQueue = Queue.Queue(10)
threads = []
threadID = 1

# Create new threads
for tName in threadList:
   thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
   thread.start()
   threads.append(thread)
   threadID += 1

# Fill the queue
queueLock.acquire()
for word in nameList:
   workQueue.put(word)
queueLock.release()

# Wait for queue to empty
while not workQueue.empty():
   pass

# Notify threads it's time to exit
exitFlag = 1

# Wait for all threads to complete
for t in threads:
   t.join()
print "Exiting Main Thread"

上記のコードが実行されると、次の結果が生成されます-

Starting Thread-1
Starting Thread-2
Starting Thread-3
Thread-1 processing One
Thread-2 processing Two
Thread-3 processing Three
Thread-1 processing Four
Thread-2 processing Five
Exiting Thread-3
Exiting Thread-1
Exiting Thread-2
Exiting Main Thread

Python - SMTP を使用して電子メールを送信する Python-XML 処理

Python