Python-다중 스레드 프로그래밍

여러 스레드를 실행하는 것은 여러 다른 프로그램을 동시에 실행하는 것과 유사하지만 다음과 같은 이점이 있습니다.

  • 프로세스 내의 여러 스레드는 기본 스레드와 동일한 데이터 공간을 공유하므로 별도의 프로세스 인 경우보다 쉽게 ​​정보를 공유하거나 서로 통신 할 수 있습니다.

  • 스레드는 때때로 경량 프로세스라고 불리며 많은 메모리 오버 헤드를 필요로하지 않습니다. 프로세스보다 저렴합니다.

스레드에는 시작, 실행 순서 및 결론이 있습니다. 컨텍스트 내에서 현재 실행중인 위치를 추적하는 명령 포인터가 있습니다.

  • 선점 (중단) 가능

  • 다른 스레드가 실행되는 동안 일시적으로 보류 (휴면이라고도 함) 될 수 있습니다.이를 양보라고합니다.

새 스레드 시작

다른 스레드를 생성하려면 스레드 모듈 에서 사용할 수있는 다음 메서드를 호출해야합니다.

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

이 메서드 호출을 사용하면 Linux와 Windows에서 새 스레드를 빠르고 효율적으로 만들 수 있습니다.

메서드 호출은 즉시 반환되고 자식 스레드가 시작되고 전달 된 args 목록으로 함수를 호출합니다 . 함수가 반환되면 스레드가 종료됩니다.

여기서 args 는 인수의 튜플입니다. 인수를 전달하지 않고 함수를 호출하려면 빈 튜플을 사용하십시오. kwargs 는 키워드 인수의 선택적 사전입니다.

예

#!/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

위의 코드가 실행되면 다음과 같은 결과가 생성됩니다.

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

낮은 수준의 스레딩에는 매우 효과적이지만 스레드 모듈은 최신 스레딩 모듈에 비해 매우 제한적입니다.

스레딩 모듈

Python 2.4에 포함 된 최신 스레딩 모듈은 이전 섹션에서 설명한 스레드 모듈보다 훨씬 강력하고 높은 수준의 스레드 지원을 제공합니다.

스레딩 모듈은 모든 방법 노출 스레드 모듈과 몇 가지 추가 방법을 제공합니다 -

  • threading.activeCount() − 활성 상태 인 스레드 개체의 수를 반환합니다.

  • threading.currentThread() − 호출자의 스레드 제어에있는 스레드 개체의 수를 반환합니다.

  • threading.enumerate() − 현재 활성화 된 모든 스레드 개체의 목록을 반환합니다.

메소드 외에도 스레딩 모듈에는 스레딩을 구현 하는 Thread 클래스가 있습니다. Thread 클래스에서 제공하는 메서드 는 다음과 같습니다.

  • run() − run () 메서드는 스레드의 진입 점입니다.

  • start() − start () 메서드는 run 메서드를 호출하여 스레드를 시작합니다.

  • join([time]) − join ()은 스레드가 종료되기를 기다립니다.

  • isAlive() − isAlive () 메서드는 스레드가 여전히 실행 중인지 확인합니다.

  • getName() − getName () 메서드는 스레드의 이름을 반환합니다.

  • setName() − setName () 메서드는 스레드의 이름을 설정합니다.

스레딩 모듈을 사용하여 스레드 생성

스레딩 모듈을 사용하여 새 스레드를 구현하려면 다음을 수행해야합니다.

  • Thread 클래스 의 새 하위 클래스를 정의합니다 .

  • __init __ (self [, args]) 메서드를 재정 의하여 추가 인수를 추가합니다.

  • 그런 다음 run (self [, args]) 메서드를 재정 의하여 스레드가 시작될 때 수행해야하는 작업을 구현합니다.

새 Thread 하위 클래스를 만든 후에 는 인스턴스를 만든 다음 start () 를 호출하여 새 스레드를 시작할 수 있습니다. 그러면 차례로 run () 메서드를 호출 합니다 .

예

#!/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"

위의 코드가 실행되면 다음과 같은 결과가 생성됩니다.

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

스레드 동기화

Python과 함께 제공되는 threading 모듈에는 스레드를 동기화 할 수있는 구현이 간단한 잠금 메커니즘이 포함되어 있습니다. 새 잠금 을 반환하는 Lock () 메서드 를 호출 하여 새 잠금을 만듭니다.

새 잠금 개체 의 acquire (blocking) 메서드는 스레드가 동 기적으로 실행되도록하는 데 사용됩니다. 선택적 차단 매개 변수를 사용하면 스레드가 잠금을 획득하기 위해 대기할지 여부를 제어 할 수 있습니다.

경우 차단이 0으로 설정되어, 0 값 스레드 즉시 반환은 잠금을 취득 할 수없는 경우에 잠금을 인수 한 경우 1. 차단이 1로 설정되면 스레드가 차단되고 잠금이 해제 될 때까지 기다립니다.

새 잠금 객체 의 release () 메서드는 더 이상 필요하지 않을 때 잠금을 해제하는 데 사용됩니다.

예

#!/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"

위의 코드가 실행되면 다음과 같은 결과가 생성됩니다.

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

다중 스레드 우선 순위 대기열

큐 모듈은 항목의 특정 번호를 보유 할 수있는 새로운 큐 개체를 만들 수 있습니다. 큐를 제어하는 ​​방법은 다음과 같습니다-

  • get() − get ()은 대기열에서 항목을 제거하고 반환합니다.

  • put() − 풋은 항목을 대기열에 추가합니다.

  • qsize() − qsize ()는 현재 대기열에있는 항목의 수를 반환합니다.

  • empty()− 대기열이 비어 있으면 empty ()는 True를 반환합니다. 그렇지 않으면 False입니다.

  • full()− 큐가 가득 차면 full ()은 True를 반환합니다. 그렇지 않으면 False입니다.

예

#!/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"

위의 코드가 실행되면 다음과 같은 결과가 생성됩니다.

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
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