多线程编程 - 单线程和多线程执行对比

递归求斐波那契、阶乘与累加函数的执行。该脚本按照单线程的方式运行这三个函数，之后使用多线程的方式执行同样的任务，用来说明多线程环境的优点。

myThread.py

#!/usr/bin/env python3import threading
from time import time, ctimeclass MyThread(threading.Thread):def __init__(self, func, args, name='', verb=False):threading.Thread.__init__(self)self.name = nameself.func = funcself.args = argsself.verb = verbdef getResult(self):return self.resdef run(self):if self.verb:print('starting', self.name, 'at:', ctime())self.res = self.func(*self.args)if self.verb:print(self.name, 'finished at:', ctime())

sample.py

#!/usr/bin/env python3from myThread import MyThread
from time import ctime, sleepdef fib(x):sleep(0.005)if x < 2: return 1return (fib(x - 2) + fib(x - 1))def fac(x):sleep(0.1)if x < 2: return 1return (x * fac(x - 1))def sum(x):sleep(0.1)if x < 2: return 1return (x + sum(x - 1))funcs = (fib, fac, sum)
n = 12def main():nfuncs = range(len(funcs))print('*** SINGLE THREAD')for i in nfuncs:print('starting', funcs[i].__name__, 'at:', ctime())print(funcs[i](n))print(funcs[i].__name__, 'finished at:', ctime())print('\n*** MULTIPLE THREADS')threads = []for i in nfuncs:t = MyThread(funcs[i], (n,), funcs[i].__name__, True)threads.append(t)for i in nfuncs:threads[i].start()print("thread.join()")for i in nfuncs:threads[i].join()print(threads[i].getResult())print('all DONE')if __name__ == '__main__':main()

yongqiang@DESKTOP-6LEDFIJ:~$ ll
total 13
drwxr-xr-x 1 yongqiang yongqiang  512 May 12 12:29 ./
drwxr-xr-x 1 root      root       512 Feb 24 17:54 ../
-rw------- 1 yongqiang yongqiang  208 May 12 14:21 .bash_history
-rw-r--r-- 1 yongqiang yongqiang  220 Feb 24 17:54 .bash_logout
-rw-r--r-- 1 yongqiang yongqiang 3771 Feb 24 17:54 .bashrc
---------- 1 yongqiang yongqiang  590 May 12 13:50 myThread.py
-rw-r--r-- 1 yongqiang yongqiang  655 Feb 24 17:54 .profile
-rw------- 1 yongqiang yongqiang    7 May 12 12:28 .python_history
---------- 1 yongqiang yongqiang 1044 May 12 14:23 sample.py
-rw-r--r-- 1 yongqiang yongqiang    0 May 12 12:29 .sudo_as_admin_successful
yongqiang@DESKTOP-6LEDFIJ:~$
yongqiang@DESKTOP-6LEDFIJ:~$ sudo chmod 777 ./myThread.py ./sample.py
[sudo] password for yongqiang:
yongqiang@DESKTOP-6LEDFIJ:~$
yongqiang@DESKTOP-6LEDFIJ:~$ ll
total 13
drwxr-xr-x 1 yongqiang yongqiang  512 May 12 12:29 ./
drwxr-xr-x 1 root      root       512 Feb 24 17:54 ../
-rw------- 1 yongqiang yongqiang  208 May 12 14:21 .bash_history
-rw-r--r-- 1 yongqiang yongqiang  220 Feb 24 17:54 .bash_logout
-rw-r--r-- 1 yongqiang yongqiang 3771 Feb 24 17:54 .bashrc
-rwxrwxrwx 1 yongqiang yongqiang  590 May 12 13:50 myThread.py*
-rw-r--r-- 1 yongqiang yongqiang  655 Feb 24 17:54 .profile
-rw------- 1 yongqiang yongqiang    7 May 12 12:28 .python_history
-rwxrwxrwx 1 yongqiang yongqiang 1044 May 12 14:23 sample.py*
-rw-r--r-- 1 yongqiang yongqiang    0 May 12 12:29 .sudo_as_admin_successful
yongqiang@DESKTOP-6LEDFIJ:~$
yongqiang@DESKTOP-6LEDFIJ:~$ python3 ./sample.py
*** SINGLE THREAD
starting fib at: Sun May 12 14:25:28 2019
233
fib finished at: Sun May 12 14:25:31 2019
starting fac at: Sun May 12 14:25:31 2019
479001600
fac finished at: Sun May 12 14:25:32 2019
starting sum at: Sun May 12 14:25:32 2019
78
sum finished at: Sun May 12 14:25:33 2019*** MULTIPLE THREADS
starting fib at: Sun May 12 14:25:33 2019
starting fac at: Sun May 12 14:25:33 2019
starting sum at: Sun May 12 14:25:33 2019
thread.join()
sum finished at: Sun May 12 14:25:35 2019
fac finished at: Sun May 12 14:25:35 2019
fib finished at: Sun May 12 14:25:36 2019
233
479001600
78
all DONE
yongqiang@DESKTOP-6LEDFIJ:~$

/usr/bin/python3.5 /home/strong/workspace/sample.py
*** SINGLE THREAD
starting fib at: Sun May 12 17:10:27 2019
233
fib finished at: Sun May 12 17:10:29 2019
starting fac at: Sun May 12 17:10:29 2019
479001600
fac finished at: Sun May 12 17:10:30 2019
starting sum at: Sun May 12 17:10:30 2019
78
sum finished at: Sun May 12 17:10:32 2019*** MULTIPLE THREADS
starting fib at: Sun May 12 17:10:32 2019
starting fac at: Sun May 12 17:10:32 2019
starting sum at: Sun May 12 17:10:32 2019
thread.join()
sum finished at: Sun May 12 17:10:33 2019
fac finished at: Sun May 12 17:10:33 2019
fib finished at: Sun May 12 17:10:34 2019
233
479001600
78
all DONEProcess finished with exit code 0

以单线程模式运行时，只是简单地依次调用每个函数，并在函数执行结束后立即显示相应的结果。

而以多线程模式运行时，并不会立即显示结果。因为我们希望让 MyThread 类越通用越好 (有输出和没有输出的调用都能够执行)，我们要一直等到所有线程都执行结束，然后调用 getResult() 方法来最终显示每个函数的返回值。

你会发现在每个函数中都加入了 sleep() 调用，用于减慢执行速度，以便让我们看到多线程是如何改善性能的。在实际工作中，如果确实有不同的执行时间，你肯定不会在其中调用 sleep() 函数。

References

Python 核心编程 (第 3 版)

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