Python多线程编程详解（小白也能学会的并发编程入门指南）

Python中的threading模块

Python标准库提供了 threading 模块，用于创建和管理线程。这是学习Python并发编程的起点。

1. 创建一个简单线程

下面是一个最基本的多线程示例：

import threadingimport timedef print_numbers():    for i in range(5):        print(f"数字: {i}")        time.sleep(1)def print_letters():    for letter in ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']:        print(f"字母: {letter}")        time.sleep(1)# 创建两个线程thread1 = threading.Thread(target=print_numbers)thread2 = threading.Thread(target=print_letters)# 启动线程thread1.start()thread2.start()# 等待两个线程完成thread1.join()thread2.join()print("所有线程执行完毕！")

运行这段代码，你会发现数字和字母是交替打印的，说明两个任务在“同时”运行。

2. 使用类的方式创建线程

你也可以通过继承 threading.Thread 类来定义线程：

import threadingimport timeclass MyThread(threading.Thread):    def __init__(self, name):        super().__init__()        self.name = name    def run(self):        for i in range(3):            print(f"{self.name} 正在运行，第 {i+1} 次")            time.sleep(1)# 创建并启动线程t1 = MyThread("线程A")t2 = MyThread("线程B")t1.start()t2.start()t1.join()t2.join()print("所有自定义线程完成！")

线程安全与锁机制

当多个线程同时访问共享资源（如变量、文件）时，可能会出现数据混乱，这就是“线程不安全”。为了解决这个问题，Python提供了 Lock（锁）机制。

import threadingcounter = 0lock = threading.Lock()def increment():    global counter    for _ in range(100000):        lock.acquire()  # 获取锁        try:            counter += 1        finally:            lock.release()  # 释放锁# 创建两个线程同时增加counterthread1 = threading.Thread(target=increment)thread2 = threading.Thread(target=increment)thread1.start()thread2.start()thread1.join()thread2.join()print(f"最终计数器值: {counter}")  # 应该是200000

使用 with lock: 语句可以更简洁地管理锁：

def increment():    global counter    for _ in range(100000):        with lock:            counter += 1

GIL（全局解释器锁）的影响

需要注意的是，CPython（最常用的Python解释器）有一个叫GIL（Global Interpreter Lock）的机制，它确保同一时刻只有一个线程执行Python字节码。这意味着在CPU密集型任务中，Python多线程并不能真正实现并行加速。

但对于I/O密集型任务（如文件读写、网络请求），多线程依然非常有效，因为线程在等待I/O时会释放GIL，让其他线程运行。

总结与建议

• 使用 threading 模块进行多线程编程。
• 对共享资源操作时，务必使用 Lock 避免竞态条件。
• 多线程适合I/O密集型任务；CPU密集型任务建议使用 multiprocessing 模块。
• 始终调用 join() 等待线程结束，避免主线程提前退出。

希望这篇多线程教程能帮助你迈出并发编程的第一步！动手实践是掌握知识的最佳方式，快去写几个小例子试试吧！