面试题：Python中threading模块的常用功能函数及应用场景

`Thread`类

Thread类是threading模块中用于创建和管理线程的类。它允许你在Python程序中并发执行多个线程。

创建线程：可以通过继承Thread类并重写run方法，或者直接传递一个函数给Thread类的构造函数来创建线程。

import threading


# 继承Thread类
class MyThread(threading.Thread):
    def run(self):
        print(f"{self.name} is running")


# 直接传递函数
def worker():
    print(f"{threading.current_thread().name} is working")


if __name__ == '__main__':
    # 继承方式创建线程
    t1 = MyThread()
    t1.start()

    # 函数方式创建线程
    t2 = threading.Thread(target=worker)
    t2.start()

应用场景：

网络爬虫：可以使用多线程同时请求多个网页，提高爬取效率。比如在一个爬虫项目中，有多个URL需要抓取数据，每个URL的抓取可以分配到一个线程，这样可以并行处理，加快数据获取速度。
实时数据处理：在处理实时数据（如传感器数据）时，一个线程可以负责数据的读取，另一个线程负责数据的分析和处理，确保数据的实时性。

`Lock`

Lock（锁）是一种同步原语，用于防止多个线程同时访问共享资源，避免数据竞争和不一致的问题。

使用方法：

import threading

lock = threading.Lock()
counter = 0


def increment():
    global counter
    lock.acquire()
    try:
        counter += 1
    finally:
        lock.release()


threads = []
for _ in range(10):
    t = threading.Thread(target=increment)
    threads.append(t)
    t.start()

for t in threads:
    t.join()

print(f"Final counter value: {counter}")

应用场景：

数据库操作：多个线程可能同时需要对数据库进行读写操作。使用锁可以确保在同一时间只有一个线程能够访问数据库，避免数据冲突。例如，在一个银行转账的程序中，多个线程可能同时进行转账操作，通过锁可以保证账户余额的更新是正确的。
文件操作：当多个线程需要写入同一个文件时，为了避免文件内容混乱，使用锁来确保每次只有一个线程可以写入文件。

`Semaphore`

Semaphore（信号量）是一个计数器，用于控制对共享资源的访问数量。它允许一定数量的线程同时访问共享资源。

使用方法：

import threading
import time


semaphore = threading.Semaphore(3)


def task():
    semaphore.acquire()
    try:
        print(f"{threading.current_thread().name} acquired semaphore")
        time.sleep(2)
        print(f"{threading.current_thread().name} released semaphore")
    finally:
        semaphore.release()


threads = []
for _ in range(5):
    t = threading.Thread(target=task)
    threads.append(t)
    t.start()

for t in threads:
    t.join()

应用场景：

连接池：在数据库连接池或网络连接池中，信号量可以用来控制同时使用的连接数量。例如，数据库连接池可能只允许10个线程同时获取连接，超过这个数量的线程需要等待，直到有连接被释放。
资源限制：当程序需要访问一些有限的资源（如打印机、摄像头等）时，信号量可以用来限制同时访问这些资源的线程数量，确保资源的合理使用。

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面试题：Python中threading模块的常用功能函数及应用场景

知识考点

面试题答案

`Thread`类

`Lock`

`Semaphore`