python基于concurrent模塊實現多線程
之前也寫過多線程的博客，用的是 threading ，今天來講下 python 的另外一個自帶庫 concurrent 。concurrent 是在 Python3.2 中引入的，只用幾行代碼就可以編寫出線程池/進程池，并且計算型任務效率和 mutiprocessing.pool 提供的 poll 和 ThreadPoll 相比不分伯仲，而且在 IO 型任務由于引入了 Future 的概念效率要高數倍。而 threading 的話還要自己維護相關的隊列防止死鎖，代碼的可讀性也會下降，相反 concurrent 提供的線程池卻非常的便捷，不用自己操心死鎖以及編寫線程池代碼，由于異步的概念 IO 型任務也更有優勢。
concurrent 的確很好用，主要提供了 ThreadPoolExecutor 和 ProcessPoolExecutor 。一個多線程，一個多進程。但 concurrent 本質上都是對 threading 和 mutiprocessing 的封裝。看它的源碼可以知道，所以最底層并沒有異步。ThreadPoolExecutor 自己提供了任務隊列，不需要自己寫了。而所謂的線程池，它只是簡單的比較當前的 threads 數量和定義的 max_workers 的大小，小于 max_workers 就允許任務創建線程執行任務。
操作多線程/多進程1、創建線程池通過 ThreadPoolExecutor 類創建線程池對象，max_workers 設置最大運行線程數數。使用 ThreadPoolExecutor 的好處是不用擔心線程死鎖問題，讓多線程編程更簡潔。
from concurrent import futurespool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)2、submit
submit(self, fn, *args, **kwargs):
fn：需要異步執行的函數 *args,**kwargs：fn 接受的參數該方法的作用就是提交一個可執行的回調task，它返回一個Future對象。可以看出此方法不會阻塞主線程的執行。
import requests,datetime,timefrom concurrent import futuresdef get_request(url): r = requests.get(url) print(’{}:{} {}’.format(datetime.datetime.now(),url,r.status_code))urls = [’https://www.baidu.com’,’https://www.tmall.com’,’https://www.jd.com’]pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)for url in urls: task = pool.submit(get_request,url)print(’{}主線程’.format(datetime.datetime.now()))time.sleep(2)# 輸出結果2021-03-12 15:29:10.780141:主線程2021-03-12 15:29:10.865425:https://www.baidu.com 2002021-03-12 15:29:10.923062:https://www.tmall.com 2002021-03-12 15:29:10.940930:https://www.jd.com 2003、map
map(self, fn, *iterables, timeout=None, chunksize=1):
fn：需要異步執行的函數 *iterables：可迭代對象map 第二個參數是可迭代對象，比如 list、tuple 等，寫法相對簡單。map 方法也不會阻塞主線程的執行。
import requests,datetime,timefrom concurrent import futuresdef get_request(url): r = requests.get(url) print(’{}:{} {}’.format(datetime.datetime.now(),url,r.status_code))urls = [’https://www.baidu.com’,’https://www.tmall.com’,’https://www.jd.com’]pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)tasks = pool.map(get_request,urls)print(’{}:主線程’.format(datetime.datetime.now()))time.sleep(2)# 輸出結果2021-03-12 16:14:04.854452:主線程2021-03-12 16:14:04.938870:https://www.baidu.com 2002021-03-12 16:14:05.033849:https://www.jd.com 2002021-03-12 16:14:05.048952:https://www.tmall.com 2004、wait
如果要等待子線程執行完之后再執行主線程要怎么辦呢，可以通過 wait 。
wait(fs, timeout=None, return_when=ALL_COMPLETED):
fs：所有任務 tasks return_when：有三個參數 FIRST_COMPLETED：只要有一個子線程完成則返回結果。 FIRST_EXCEPTION：只要有一個子線程拋異常則返回結果，若沒有異常則等同于ALL_COMPLETED。 ALL_COMPLETED：默認參數，等待所有子線程完成。import requests,datetime,timefrom concurrent import futuresdef get_request(url): r = requests.get(url) print(’{}:{} {}’.format(datetime.datetime.now(),url,r.status_code))urls = [’https://www.baidu.com’,’https://www.tmall.com’,’https://www.jd.com’]pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)tasks =[]for url in urls: task = pool.submit(get_request,url) tasks.append(task)futures.wait(tasks)print(’{}:主線程’.format(datetime.datetime.now()))time.sleep(2)# 輸出結果2021-03-12 16:30:13.437042:https://www.baidu.com 2002021-03-12 16:30:13.552700:https://www.jd.com 2002021-03-12 16:30:14.117325:https://www.tmall.com 2002021-03-12 16:30:14.118284:主線程5、異常處理
as_completed(fs, timeout=None)
所有任務 tasks使用 concurrent.futures 操作 多線程/多進程 過程中，很多函數報錯并不會直接終止程序，而是什么都沒發生。使用 as_completed 可以捕獲異常，代碼如下
import requests,datetime,timefrom concurrent import futuresdef get_request(url): r = requests.get(url) print(’{}:{} {}’.format(datetime.datetime.now(),url,r.status_code))urls = [’www.baidu.com’,’https://www.tmall.com’,’https://www.jd.com’]# 創建線程池pool = futures.ThreadPoolExecutor(max_workers = 2)tasks =[]for url in urls: task = pool.submit(get_request,url) tasks.append(task)# 異常捕獲 errors = futures.as_completed(tasks)for error in errors: # error.result() 等待子線程都完成，并拋出異常，中斷主線程 # 捕獲子線程異常，不會終止主線程繼續運行 print(error.exception())futures.wait(tasks)print(’{}:主線程’.format(datetime.datetime.now()))time.sleep(2)# 輸出結果Invalid URL ’www.baidu.com’: No schema supplied. Perhaps you meant http://www.baidu.com?2021-03-12 17:24:26.984933:https://www.tmall.com 200None2021-03-12 17:24:26.993939:https://www.jd.com 200None2021-03-12 17:24:26.994937:主線程
多進程編程也類似，將 ThreadPoolExecutor 替換成 ProcessPoolExecutor 。
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