Python có thể chạy nhiều luồng không?

Để làm như vậy sẽ tạo và chạy nhiều luồng trong chương trình của chúng tôi và sẽ cần sử dụng Python 3 và thư viện luồng

Vậy luồng là gì và đa luồng là gì?
Trong Python, luồng là một quy trình/luồng thực thi riêng biệt. Chạy nhiều luồng trong một chương trình cho phép nhiều tác vụ tiến hành đồng thời.

Hãy điều tra một ứng dụng đa luồng bằng chương trình máy tính cơ bản được sử dụng để tìm các số nguyên tố rất lớn

Trình tìm số nguyên tố

Trong ví dụ này, chúng ta sẽ tạo một lớp gọi là PrimeNumberThread xuất phát từ lớp Thread của thư viện luồng

Lớp/luồng này sẽ được sử dụng để tìm các số nguyên tố rất lớn từ bất kỳ vị trí bắt đầu nào [e. g. Kiểm tra bất kỳ số nào lớn hơn 100.000.000.000.000 lần lượt để xem chúng có phải là số nguyên tố hay không]

Sau đó, chúng tôi sẽ chạy ba luồng đồng thời, mỗi luồng bắt đầu với một vị trí bắt đầu khác nhau. e. g

• Đề 1 sẽ tra cứu các số nguyên tố, bắt đầu từ số 100.000.000.000.000
• Đề 2 sẽ tra cứu các số nguyên tố, bắt đầu từ số 300.000.000.000.000
• Đề 3 sẽ tra cứu các số nguyên tố, bắt đầu từ số 500.000.000.000.000

Ngay khi chuỗi tìm thấy một số nguyên tố, nó sẽ hiển thị nó trên màn hình. Cả ba luồng sẽ hoạt động đồng thời. Bạn có thể chạy đoạn mã sau để xem đầu ra được tạo bởi cả ba luồng…

Chương trình trên là phần giới thiệu rất ngắn gọn về ý nghĩa của việc chạy nhiều luồng trong một chương trình máy tính. Có rất nhiều khái niệm khác liên quan đến đa luồng và bạn có thể tìm hiểu thêm về các khái niệm này bằng cách đọc qua hướng dẫn này về đa luồng với Python

Bài viết này trình bày những kiến ​​thức cơ bản về đa luồng trong ngôn ngữ lập trình Python. Cũng giống như đa xử lý, đa luồng là một cách để đạt được đa nhiệm. Trong đa luồng, khái niệm luồng được sử dụng. Trước tiên chúng ta hãy hiểu khái niệm về luồng trong kiến ​​trúc máy tính

Chủ đề

Trong điện toán, một quy trình là một thể hiện của một chương trình máy tính đang được thực thi. Bất kỳ quy trình nào cũng có 3 thành phần cơ bản

• Một chương trình thực thi
• Dữ liệu liên quan mà chương trình cần [biến, không gian làm việc, bộ đệm, v.v. ]
• Bối cảnh thực thi của chương trình [Trạng thái của tiến trình]

Một luồng là một thực thể trong một quy trình có thể được lên lịch để thực hiện. Ngoài ra, nó là đơn vị xử lý nhỏ nhất có thể được thực hiện trong HĐH [Hệ điều hành]. Nói một cách đơn giản, một luồng là một chuỗi các hướng dẫn như vậy trong một chương trình có thể được thực thi độc lập với mã khác. Để đơn giản, bạn có thể giả sử rằng một luồng chỉ đơn giản là một tập hợp con của một quy trình. Một luồng chứa tất cả thông tin này trong Khối điều khiển luồng [TCB]

• Số nhận dạng chủ đề. Id duy nhất [TID] được gán cho mọi chủ đề mới
• Con trỏ ngăn xếp. Trỏ tới ngăn xếp của luồng trong tiến trình. Ngăn xếp chứa các biến cục bộ trong phạm vi của luồng
• bộ đếm chương trình. một thanh ghi lưu địa chỉ của lệnh hiện đang được thực thi bởi luồng
• Trạng thái chủ đề. có thể đang chạy, sẵn sàng, chờ đợi, bắt đầu hoặc hoàn thành
• Bộ đăng ký của chủ đề. thanh ghi được gán cho luồng để tính toán
• Con trỏ tiến trình cha. Một con trỏ tới khối Điều khiển quy trình [PCB] của quy trình mà luồng tồn tại trên đó

Xem xét sơ đồ bên dưới để hiểu mối quan hệ giữa quy trình và luồng của nó

đa luồng. Nhiều luồng có thể tồn tại trong một quy trình trong đó

• Mỗi luồng chứa bộ thanh ghi riêng và các biến cục bộ [được lưu trữ trong ngăn xếp]
• Tất cả các luồng của một quy trình chia sẻ các biến toàn cục [được lưu trữ trong heap] và mã chương trình

Xem xét sơ đồ bên dưới để hiểu cách tồn tại nhiều luồng trong bộ nhớ

Đa luồng được định nghĩa là khả năng bộ xử lý thực thi đồng thời nhiều luồng

Trong một CPU lõi đơn, đơn giản, nó đạt được bằng cách chuyển đổi thường xuyên giữa các luồng. Điều này được gọi là chuyển ngữ cảnh. Trong chuyển đổi ngữ cảnh, trạng thái của một luồng được lưu và trạng thái của một luồng khác được tải bất cứ khi nào có bất kỳ ngắt nào [do I/O hoặc được đặt thủ công] diễn ra. Chuyển đổi ngữ cảnh diễn ra thường xuyên đến mức tất cả các luồng dường như đang chạy song song [điều này được gọi là đa nhiệm]

Xem xét sơ đồ bên dưới, trong đó một quy trình chứa hai luồng đang hoạt động.  

Đa luồng trong Python

Trong Python, mô-đun luồng cung cấp một API rất đơn giản và trực quan để sinh ra nhiều luồng trong một chương trình. Chúng ta hãy xem xét một ví dụ đơn giản sử dụng mô-đun phân luồng.  

Python3

import threading

72

import threading

73

import threading

0

import threading

1

import threading

2

 

 

import threading

3

import threading

4

import threading

5

import threading

6

import threading

5

import threading

8

import threading

9

import threading

00

import threading

01

import threading

02

import threading

03

import threading

04

import threading

05

import threading

04

import threading

07

 

 

import threading

3

import threading

09

import threading

5

import threading

11

import threading

5

import threading

8

import threading

9

import threading

15

import threading

01

import threading

02

import threading

03

import threading

04

import threading

07

 

 

import threading

11

import threading

12____313

import threading

13

import threading

15

import threading

16

import threading

5

import threading

18

import threading

5

import threading

00

import threading

13

import threading

02

import threading

13

import threading

04

import threading

13

import threading

9

import threading

07

import threading

08

import threading

5

import threading

00

import threading

13

import threading

02

import threading

13

import threading

04

import threading

13

import threading

9

import threading

07

import threading

08

 

import threading

5

import threading

00

import threading

5

import threading

02

import threading

5

import threading

04

import threading

5

import threading

06

 

import threading

5

import threading

08

import threading

5

import threading

720

import threading

5

import threading

722

import threading

5

import threading

724

 

import threading

5

import threading

726

import threading

5

import threading

8____09____1730

import threading

731

import threading

6

Hãy để chúng tôi cố gắng hiểu đoạn mã trên

• Để nhập mô-đun luồng, chúng tôi làm

import threading

• Để tạo một luồng mới, chúng ta tạo một đối tượng thuộc lớp Thread. Phải mất các đối số sau
  • Mục tiêu. chức năng được thực thi bởi luồng
  • tranh luận. các đối số được chuyển đến hàm mục tiêu
• Để bắt đầu một tiểu trình, chúng ta sử dụng phương thức bắt đầu của lớp Thread

import threading

0

• Khi các luồng bắt đầu, chương trình hiện tại [bạn có thể coi nó giống như một luồng chính] cũng tiếp tục thực thi. Để dừng thực thi chương trình hiện tại cho đến khi hoàn thành một luồng, chúng tôi sử dụng phương thức nối

import threading

1

• Do đó, chương trình hiện tại trước tiên sẽ đợi hoàn thành t1 và sau đó là t2. Khi chúng kết thúc, các câu lệnh còn lại của chương trình hiện tại được thực hiện

Xem xét sơ đồ bên dưới để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của chương trình trên.  

Hãy xem xét chương trình python được cung cấp bên dưới, trong đó chúng tôi in tên luồng và quy trình tương ứng cho từng tác vụ.  

Python3

import threading

72

import threading

73

import threading

1

import threading

2

import threading

1

import threading

737

 

import threading

3

import threading

739

import threading

5

import threading

8

import threading

02

import threading

03

import threading

04

import threading

02

import threading

06

import threading

5

import threading

8

import threading

09

import threading

10

import threading

11

import threading

03

import threading

13

import threading

02

import threading

15

 

import threading

3

import threading

17

import threading

5

import threading

8

import threading

02

import threading

21

import threading

04

import threading

02

import threading

06

import threading

5

import threading

8

import threading

09

import threading

10

import threading

11

import threading

21

import threading

13

import threading

02

import threading

15

 

import threading

11

import threading

12____313

import threading

13

import threading

38

 

import threading

5

import threading

40

import threading

5

import threading

8

import threading

09

import threading

10

import threading

45

import threading

02

import threading

15

 

import threading

5

import threading

49

import threading

5

import threading

8

import threading

52

import threading

02

import threading

06

 

import threading

5

import threading

56

import threading

5

import threading

00

import threading

13

import threading

02

import threading

13

import threading

62

import threading

13

import threading

64

import threading

731

import threading

5

import threading

00

import threading

13

import threading

02

import threading

13

import threading

71

import threading

13

import threading

73

import threading

74

 

import threading

5

import threading

76

import threading

5

import threading

02

import threading

5

import threading

06

 

import threading

5

import threading

82

import threading

5

import threading

720

import threading

5

import threading

724

import threading

1

Hãy để chúng tôi cố gắng hiểu đoạn mã trên

• chúng tôi sử dụng hệ điều hành. hàm getpid[] để lấy ID của quy trình hiện tại

import threading

0

• Vì rõ ràng từ đầu ra, ID tiến trình vẫn giữ nguyên cho tất cả các luồng
• Chúng tôi sử dụng luồng. hàm main_thread[] để lấy đối tượng luồng chính. Trong điều kiện bình thường, luồng chính là luồng mà trình thông dịch Python được bắt đầu. thuộc tính tên của đối tượng luồng được sử dụng để lấy tên của luồng

import threading

0

• Chúng tôi sử dụng luồng. current_thread[] để lấy đối tượng luồng hiện tại

import threading

0

Sơ đồ đưa ra dưới đây làm rõ khái niệm trên

Vì vậy, đây là phần giới thiệu ngắn gọn về đa luồng trong Python. Bài viết tiếp theo trong loạt bài này đề cập đến việc đồng bộ hóa giữa nhiều luồng. Đa luồng trong Python. Bộ 2 [Đồng bộ hóa]

Bài viết này được đóng góp bởi Nikhil Kumar. Nếu bạn thích GeeksforGeeks và muốn đóng góp, bạn cũng có thể viết một bài báo bằng cách sử dụng write. chuyên viên máy tính. org hoặc gửi bài viết của bạn tới review-team@geeksforgeeks. tổ chức. Xem bài viết của bạn xuất hiện trên trang chính của GeeksforGeeks và trợ giúp các Geeks khác

Vui lòng viết bình luận nếu bạn thấy bất cứ điều gì không chính xác hoặc bạn muốn chia sẻ thêm thông tin về chủ đề thảo luận ở trên

Python có thể chạy bao nhiêu luồng?

Các luồng Python có thể chạy trên nhiều lõi không?

Python xử lý nhiều luồng như thế nào?

Python có chạy đa lõi không?