Python Language
マルチスレッド

前書き

マルチスレッドの基礎

threadingモジュールを使用して、新しいスレッドthreadを作成し、実行する関数を割り当てることによって、新しいthreading.Threadを開始することができます。

import threading

def foo():
  print "Hello threading!"

my_thread = threading.Thread(target=foo)

targetパラメータは、実行される関数（または呼び出し可能オブジェクト）を参照します。スレッドは、 Threadオブジェクトに対してstartが呼び出されるまで、実行をstartません。

スレッドの開始

my_thread.start() # prints 'Hello threading!'

my_threadが実行され終了したので、 start再度呼び出すとRuntimeErrorが生成されます。スレッドをデーモンとして実行したい場合は、 daemon=True kwargを渡すか、 start()呼び出す前にmy_thread.daemonをTrueに設定すると、 Threadがバックグラウンドでサイレントmy_thread.daemonデーモンとして実行されます。

スレッドに参加する

ある大きなジョブをいくつかの小さなジョブに分割し、それらを同時に実行したいが、それらのすべてが終了するのを待つ必要がある場合は、 Thread.join()があなたが探しているメソッドです。

たとえば、ウェブサイトの複数のページをダウンロードして1つのページにまとめたいとします。あなたはこれをするでしょう：

import requests
from threading import Thread
from queue import Queue

q = Queue(maxsize=20)
def put_page_to_q(page_num):
    q.put(requests.get('http://some-website.com/page_%s.html' % page_num)

def compile(q):
    # magic function that needs all pages before being able to be executed
    if not q.full():
        raise ValueError
    else:
        print("Done compiling!")

threads = []
for page_num in range(20):
     t = Thread(target=requests.get, args=(page_num,))
     t.start()
     threads.append(t)

# Next, join all threads to make sure all threads are done running before
# we continue. join() is a blocking call (unless specified otherwise using 
# the kwarg blocking=False when calling join)
for t in threads:
    t.join()

# Call compile() now, since all threads have completed
compile(q)

join()動作を詳しく見ることができます 。

カスタムスレッドクラスを作成する

threading.Threadクラスを使用すると、新しいカスタムThreadクラスをサブクラスthreading.Threadできます。サブクラスでrunメソッドをオーバーライドrun必要があります。

from threading import Thread
import time

class Sleepy(Thread):

    def run(self):
        time.sleep(5)
        print("Hello form Thread")

if __name__ == "__main__":
    t = Sleepy()
    t.start()      # start method automatic call Thread class run method.
    # print 'The main program continues to run in foreground.'
    t.join()
    print("The main program continues to run in the foreground.")

スレッド間の通信

コードには複数のスレッドがあり、それらの間で安全に通信する必要があります。

queueライブラリからQueueを使用できます。

from queue import Queue
from threading import Thread

# create a data producer 
def producer(output_queue):
    while True:
        data = data_computation()
        
        output_queue.put(data)

# create a consumer
def consumer(input_queue):
    while True:
        # retrieve data (blocking)
        data = input_queue.get()

        # do something with the data

        # indicate data has been consumed
        input_queue.task_done()

共有キューを持つプロデューサスレッドとコンシューマスレッドの作成

q = Queue()
t1 = Thread(target=consumer, args=(q,))
t2 = Thread(target=producer, args=(q,))
t1.start()
t2.start()

ワーカー・プールの作成

threadingとqueue使用：

from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
from threading import Thread
from queue import Queue
    
def echo_server(addr, nworkers):
    print('Echo server running at', addr)
    # Launch the client workers
    q = Queue()
    for n in range(nworkers):
        t = Thread(target=echo_client, args=(q,))
        t.daemon = True
        t.start()

    # Run the server
    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    sock.bind(addr)
    sock.listen(5)
    while True:
        client_sock, client_addr = sock.accept()
        q.put((client_sock, client_addr))

echo_server(('',15000), 128)

concurrent.futures.Threadpoolexecutor使用：

from socket import AF_INET, SOCK_STREAM, socket
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

def echo_server(addr):
    print('Echo server running at', addr)
    pool = ThreadPoolExecutor(128)
    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    sock.bind(addr)
    sock.listen(5)
    while True:
        client_sock, client_addr = sock.accept()
        pool.submit(echo_client, client_sock, client_addr)

echo_server(('',15000))

David BeazleyとBrian K. Jones（O'Reilly）によるPython Cookbook、3rd edition。 Copyright 2013 David Beazley and Brian Jones、978-1-449-34037-7。

高度なマルチスレッドの使用

このセクションには、マルチスレッドを使用して実現された最も高度な例がいくつか含まれています。

高度なプリンタ（ロガー）

すべてを出力するスレッドが受信され、端末の幅に応じて出力が変更されます。いい部分は、端末の幅が変わったときに "既に書き込まれた"出力が変更されていることです。

#!/usr/bin/env python2

import threading
import Queue
import time
import sys
import subprocess
from backports.shutil_get_terminal_size import get_terminal_size

printq = Queue.Queue()
interrupt = False
lines = []

def main():

    ptt = threading.Thread(target=printer) # Turn the printer on
    ptt.daemon = True
    ptt.start()

    # Stupid example of stuff to print
    for i in xrange(1,100):
        printq.put(' '.join([str(x) for x in range(1,i)]))           # The actual way to send stuff to the printer
        time.sleep(.5)

def split_line(line, cols):
    if len(line) > cols:
        new_line = ''
        ww = line.split()
        i = 0
        while len(new_line) <= (cols - len(ww[i]) - 1):
            new_line += ww[i] + ' '
            i += 1
            print len(new_line)
        if new_line == '':
            return (line, '')

        return (new_line, ' '.join(ww[i:]))
    else:
        return (line, '')


def printer():

    while True:
        cols, rows = get_terminal_size() # Get the terminal dimensions
        msg = '#' + '-' * (cols - 2) + '#\n' # Create the
        try:
            new_line = str(printq.get_nowait())
            if new_line != '!@#EXIT#@!': # A nice way to turn the printer
                                         # thread out gracefully
                lines.append(new_line)
                printq.task_done()
            else:
                printq.task_done()
                sys.exit()
        except Queue.Empty:
            pass

        # Build the new message to show and split too long lines
        for line in lines:
            res = line          # The following is to split lines which are
                                # longer than cols.
            while len(res) !=0:
                toprint, res = split_line(res, cols)
                msg += '\n' + toprint

        # Clear the shell and print the new output
        subprocess.check_call('clear') # Keep the shell clean
        sys.stdout.write(msg)
        sys.stdout.flush()
        time.sleep(.5)

whileループを持つ停止可能なスレッド

import threading
import time

class StoppableThread(threading.Thread):
    """Thread class with a stop() method. The thread itself has to check
    regularly for the stopped() condition."""

    def __init__(self):
        super(StoppableThread, self).__init__()
        self._stop_event = threading.Event()

    def stop(self):
        self._stop_event.set()

    def join(self, *args, **kwargs):
        self.stop()
        super(StoppableThread,self).join(*args, **kwargs)

    def run()
        while not self._stop_event.is_set():
            print("Still running!")
            time.sleep(2)
        print("stopped!"

この質問に基づいて。