ThreadPoolExecutor執行緒池

2021-09-24 10:10:48 字數 4650 閱讀 8153

python中已經有了threading模組,為什麼還需要執行緒池呢,執行緒池又是什麼東西呢?在介紹執行緒同步的訊號量機制的時候,舉得例子是爬蟲的例子,需要控制同時爬取的執行緒數,例子中建立了20個執行緒,而同時只允許3個執行緒在執行,但是20個執行緒都需要建立和銷毀,執行緒的建立是需要消耗系統資源的,有沒有更好的方案呢?其實只需要三個執行緒就行了,每個執行緒各分配乙個任務,剩下的任務排隊等待,當某個執行緒完成了任務的時候,排隊任務就可以安排給這個執行緒繼續執行。

這就是執行緒池的思想(當然沒這麼簡單),但是自己編寫執行緒池很難寫的比較完美,還需要考慮複雜情況下的執行緒同步,很容易發生死鎖。從python3.2開始,標準庫為我們提供了concurrent.futures模組,它提供了threadpoolexecutorprocesspoolexecutor兩個類,實現了對threadingmultiprocessing的進一步抽象(這裡主要關注執行緒池),不僅可以幫我們自動排程執行緒,還可以做到:

主線程可以獲取某乙個執行緒(或者任務的)的狀態,以及返回值。

當乙個執行緒完成的時候,主線程能夠立即知道。

讓多執行緒和多程序的編碼介面一致。

from concurrent.futures import threadpoolexecutor

import time

# 引數times用來模擬網路請求的時間

def get_html(times):

time.sleep(times)

print("get page {}s finished".format(times))

return times

executor = threadpoolexecutor(max_workers=2)

# 通過submit函式提交執行的函式到執行緒池中,submit函式立即返回,不阻塞

task1 = executor.submit(get_html, (3))

task2 = executor.submit(get_html, (2))

# done方法用於判定某個任務是否完成

print(task1.done())

# cancel方法用於取消某個任務,該任務沒有放入執行緒池中才能取消成功

print(task2.cancel())

time.sleep(4)

print(task1.done())

# result方法可以獲取task的執行結果

print(task1.result())

# 執行結果

# false # 表明task1未執行完成

# false # 表明task2取消失敗,因為已經放入了執行緒池中

# get page 2s finished

# get page 3s finished

# true # 由於在get page 3s finished之後才列印,所以此時task1必然完成了

# 3 # 得到task1的任務返回值

上面雖然提供了判斷任務是否結束的方法,但是不能在主線程中一直判斷啊。有時候我們是得知某個任務結束了,就去獲取結果,而不是一直判斷每個任務有沒有結束。這是就可以使用as_completed方法一次取出所有任務的結果。

from concurrent.futures import threadpoolexecutor, as_completed

import time

# 引數times用來模擬網路請求的時間

def get_html(times):

time.sleep(times)

print("get page {}s finished".format(times))

return times

executor = threadpoolexecutor(max_workers=2)

urls = [3, 2, 4] # 並不是真的url

all_task = [executor.submit(get_html, (url)) for url in urls]

for future in as_completed(all_task):

data = future.result()

print("in main: get page {}s success".format(data))

# 執行結果

# get page 2s finished

# in main: get page 2s success

# get page 3s finished

# in main: get page 3s success

# get page 4s finished

# in main: get page 4s success

as_completed()方法是乙個生成器,在沒有任務完成的時候,會阻塞,在有某個任務完成的時候,會yield這個任務,就能執行for迴圈下面的語句,然後繼續阻塞住,迴圈到所有的任務結束。從結果也可以看出,先完成的任務會先通知主線程

除了上面的as_completed方法,還可以使用executor.map方法,但是有一點不同。

from concurrent.futures import threadpoolexecutor

import time

# 引數times用來模擬網路請求的時間

def get_html(times):

time.sleep(times)

print("get page {}s finished".format(times))

return times

executor = threadpoolexecutor(max_workers=2)

urls = [3, 2, 4] # 並不是真的url

for data in executor.map(get_html, urls):

print("in main: get page {}s success".format(data))

# 執行結果

# get page 2s finished

# get page 3s finished

# in main: get page 3s success

# in main: get page 2s success

# get page 4s finished

# in main: get page 4s success

使用map方法,無需提前使用submit方法,map方法與python標準庫中的map含義相同,都是將序列中的每個元素都執行同乙個函式。上面的**就是對urls的每個元素都執行get_html函式,並分配各執行緒池。可以看到執行結果與上面的as_completed方法的結果不同,輸出順序和urls列表的順序相同,就算2s的任務先執行完成,也會先列印出3s的任務先完成,再列印2s的任務完成。

wait方法可以讓主線程阻塞,直到滿足設定的要求。

from concurrent.futures import threadpoolexecutor, wait, all_completed, first_completed

import time

# 引數times用來模擬網路請求的時間

def get_html(times):

time.sleep(times)

print("get page {}s finished".format(times))

return times

executor = threadpoolexecutor(max_workers=2)

urls = [3, 2, 4] # 並不是真的url

all_task = [executor.submit(get_html, (url)) for url in urls]

wait(all_task, return_when=all_completed)

print("main")

# 執行結果

# get page 2s finished

# get page 3s finished

# get page 4s finished

# main

wait方法接收3個引數,等待的任務序列、超時時間以及等待條件。等待條件return_when預設為all_completed,表明要等待所有的任務都結束。可以看到執行結果中,確實是所有任務都完成了,主線程才列印出main。等待條件還可以設定為first_completed,表示第乙個任務完成就停止等待。

threadpoolexecutor執行緒池

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