引言

多线程编程是一种提高程序并发性能的技术，允许程序同时执行多个任务。Python标准库中的threading模块提供了创建和管理线程的基本功能。

创建线程

在Python中，可以通过继承threading.Thread类或者使用threading.Thread类的构造函数来创建线程。

继承threading.Thread类

import threading

class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self, name):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.name = name

    def run(self):
        print(f"Starting {self.name}")
        print(f"Exiting {self.name}")

# 创建线程
thread1 = MyThread("Thread-1")
thread2 = MyThread("Thread-2")

# 启动线程
thread1.start()
thread2.start()

# 等待线程完成
thread1.join()
thread2.join()

print("Exiting Main Thread")

使用threading.Thread类的构造函数

import threading

def print_message(name):
    print(f"Starting {name}")
    print(f"Exiting {name}")

# 创建线程
thread1 = threading.Thread(target=print_message, args=("Thread-1",))
thread2 = threading.Thread(target=print_message, args=("Thread-2",))

# 启动线程
thread1.start()
thread2.start()

# 等待线程完成
thread1.join()
thread2.join()

print("Exiting Main Thread")

线程同步

在多线程编程中，线程同步是一个重要的问题，特别是当多个线程需要访问共享资源时。Python提供了多种线程同步机制，包括锁（Lock）、条件变量（Condition）、信号量（Semaphore）等。

使用锁（Lock）

import threading

lock = threading.Lock()

def print_numbers(thread_id):
    for i in range(5):
        with lock:  # 获取锁
            print(f"Thread-{thread_id}: {i}")

# 创建线程
thread1 = threading.Thread(target=print_numbers, args=(1,))
thread2 = threading.Thread(target=print_numbers, args=(2,))

# 启动线程
thread1.start()
thread2.start()

# 等待线程完成
thread1.join()
thread2.join()

print("Exiting Main Thread")

注意事项

• 全局解释器锁（GIL）：Python的CPython实现中存在一个全局解释器锁，这意味着在任何时候只有一个线程可以执行Python字节码。因此，对于计算密集型任务，多线程可能并不会带来性能提升，可以考虑使用多进程。
• 线程安全：在编写多线程程序时，需要注意线程安全问题，例如避免多个线程同时修改共享变量。