Python多线程爬虫,效率真的高

有些时候,比如下载图片,因为下载图片是一个耗时的操作 。如果采用之前那种同步的方式下载 。那效率肯会特别慢 。这时候我们就可以考虑使用多线程的方式来下载图片 。

Python多线程爬虫,效率真的高

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多线程介绍:
多线程是为了同步完成多项任务,通过提高资源使用效率来提高系统的效率 。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的 。
最简单的比喻多线程就像火车的每一节车厢,而进程则是火车 。车厢离开火车是无法跑动的,同理火车也可以有多节车厢 。多线程的出现就是为了提高效率 。同时它的出现也带来了一些问题 。
threading模块介绍:
threading模块是Python中专门提供用来做多线程编程的模块 。threading模块中最常用的类是Thread 。以下看一个简单的多线程程序:
 
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查看线程数:
使用threading.enumerate()函数便可以看到当前线程的数量 。
查看当前线程的名字:
使用threading.current_thread()可以看到当前线程的信息 。
继承自threading.Thread类:
为了让线程代码更好的封装 。可以使用threading模块下的Thread类,继承自这个类,然后实现run方法,线程就会自动运行run方法中的代码 。示例代码如下:
 
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多线程共享全局变量的问题:
多线程都是在同一个进程中运行的 。因此在进程中的全局变量所有线程都是可共享的 。这就造成了一个问题,因为线程执行的顺序是无序的 。有可能会造成数据错误 。比如以下代码:
 
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以上结果正常来讲应该是6,但是因为多线程运行的不确定性 。因此最后的结果可能是随机的 。
锁机制:
为了解决以上使用共享全局变量的问题 。threading提供了一个Lock类,这个类可以在某个线程访问某个变量的时候加锁,其他线程此时就不能进来,直到当前线程处理完后,把锁释放了,其他线程才能进来处理 。示例代码如下:
 
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Lock版本生产者和消费者模式:
生产者和消费者模式是多线程开发中经常见到的一种模式 。生产者的线程专门用来生产一些数据,然后存放到一个中间的变量中 。消费者再从这个中间的变量中取出数据进行消费 。但是因为要使用中间变量,中间变量经常是一些全局变量,因此需要使用锁来保证数据完整性 。以下是使用threading.Lock锁实现的“生产者与消费者模式”的一个例子:
 
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Condition版的生产者与消费者模式:
Lock版本的生产者与消费者模式可以正常的运行 。但是存在一个不足,在消费者中,总是通过while True死循环并且上锁的方式去判断钱够不够 。上锁是一个很耗费CPU资源的行为 。因此这种方式不是最好的 。还有一种更好的方式便是使用threading.Condition来实现 。threading.Condition可以在没有数据的时候处于阻塞等待状态 。一旦有合适的数据了,还可以使用notify相关的函数来通知其他处于等待状态的线程 。这样就可以不用做一些无用的上锁和解锁的操作 。可以提高程序的性能 。首先对threading.Condition相关的函数做个介绍,threading.Condition类似threading.Lock,可以在修改全局数据的时候进行上锁,也可以在修改完毕后进行解锁 。以下将一些常用的函数做个简单的介绍:
1、acquire:上锁 。
2、release:解锁 。
3、wait:将当前线程处于等待状态,并且会释放锁 。可以被其他线程使用notify和notify_all函数唤醒 。被唤醒后会继续等待上锁,上锁后继续执行下面的代码 。
4、notify:通知某个正在等待的线程,默认是第1个等待的线程 。
5、notify_all:通知所有正在等待的线程 。notify和notify_all不会释放锁 。并且需要在release之前调用 。
Condition版的生产者与消费者模式代码如下:
 
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Queue线程安全队列:


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