Python多线程中线程数量如何控制
作者：Python热爱者
本文主要介绍了Python多线程中线程数量如何控制，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
前言
前段时间学习了python的多线程爬虫，当时爬取一个图片网站，开启多线程后，并没有限制线程的数量，也就是说，如果下载1000张图片，会一次性开启1000个子线程同时进行下载
现在希望控制线程数量：例如每次只下载5张，当下载完成后再下载另外5张，直至全部完成
查了一些资料，发现在python中，threading 模块有提供 Semaphore类 和 BoundedSemaphore类来限制线程数
官网给出例子如下：
信号量通常用于保护容量有限的资源，例如数据库服务器。在资源大小固定的任何情况下，都应使用有界信号量。在产生任何工作线程之前，您的主线程将初始化信号量：
maxconnections = 5 # ... pool_sema = BoundedSemaphore(value=maxconnections)
产生后，工作线程在需要连接到服务器时会调用信号量的获取和释放方法：
改造之前的多线程爬虫
首先贴出原来的代码
# -*- coding:utf-8 -*-
import requests
from requests.exceptions import RequestException
import os, time
import re
from lxml import etree
import threading
lock = threading.Lock()
def get_html(url):
"""
定义一个方法，用于获取一个url页面的响应内容
:param url: 要访问的url
:return: 响应内容
"""
response = requests.get(url, timeout=10)
# print(response.status_code)
try:
if response.status_code == 200:
# print(response.text)
return response.text
else:
return None
except RequestException:
print("请求失败")
# return None
def parse_html(html_text):
"""
定义一个方法，用于解析页面内容，提取图片url
:param html_text:
:return:一个页面的图片url集合
"""
html = etree.HTML(html_text)
if len(html) > 0:
img_src = html.xpath("//img[@class='photothumb lazy']/@data-original") # 元素提取方法
# print(img_src)
return img_src
else:
print("解析页面元素失败")
def get_image_pages(url):
"""
获取所查询图片结果的所有页码
:param url: 查询图片url
:return: 总页码数
"""
html_text = get_html(url) # 获取搜索url响应内容
# print(html_text)
if html_text is not None:
html = etree.HTML(html_text) # 生成XPath解析对象
last_page = html.xpath("//div[@class='pages']//a[last()]/@href") # 提取最后一页所在href链接
print(last_page)
if last_page:
max_page = re.compile(r'(\d+)', re.S).search(last_page[0]).group() # 使用正则表达式提取链接中的页码数字
print(max_page)
print(type(max_page))
return int(max_page) # 将字符串页码转为整数并返回
else:
print("暂无数据")
return None
else:
print("查询结果失败")
def get_all_image_url(page_number):
"""
获取所有图片的下载url
:param page_number: 爬取页码
:return: 所有图片url的集合
"""
base_url = 'https://imgbin.com/free-png/naruto/'
image_urls = []
x = 1 # 定义一个标识，用于给每个图片url编号，从1递增
for i in range(1, page_number):
url = base_url + str(i) # 根据页码遍历请求url
try:
html = get_html(url) # 解析每个页面的内容
if html:
data = parse_html(html) # 提取页面中的图片url
# print(data)
# time.sleep(3)
if data:
for j in data:
image_urls.append({
'name': x,
'value': j
})
x += 1 # 每提取一个图片url，标识x增加1
except RequestException as f:
print("遇到错误：", f)
continue
# print(image_urls)
return image_urls
def get_image_content(url):
"""请求图片url，返回二进制内容"""
# print("正在下载", url)
try:
r = requests.get(url, timeout=15)
if r.status_code == 200:
return r.content
return None
except RequestException:
return None
def main(url, image_name):
"""
主函数：实现下载图片功能
:param url: 图片url
:param image_name: 图片名称
:return:
"""
semaphore.acquire() # 加锁，限制线程数
print('当前子线程: {}'.format(threading.current_thread().name))
save_path = os.path.dirname(os.path.abspath('.')) + '/pics/'
try:
file_path = '{0}/{1}.jpg'.format(save_path, image_name)
if not os.path.exists(file_path): # 判断是否存在文件，不存在则爬取
with open(file_path, 'wb') as f:
f.write(get_image_content(url))
f.close()
print('第{}个文件保存成功'.format(image_name))
else:
print("第{}个文件已存在".format(image_name))
semaphore.release() # 解锁imgbin-多线程-重写run方法.py
except FileNotFoundError as f:
print("第{}个文件下载时遇到错误，url为：{}：".format(image_name, url))
print("报错：", f)
raise
except TypeError as e:
print("第{}个文件下载时遇到错误，url为：{}：".format(image_name, url))
print("报错：", e)
class MyThread(threading.Thread):
"""继承Thread类重写run方法创建新进程"""
def __init__(self, func, args):
"""
:param func: run方法中要调用的函数名
:param args: func函数所需的参数
"""
threading.Thread.__init__(self)
self.func = func
self.args = args
def run(self):
print('当前子线程: {}'.format(threading.current_thread().name))
self.func(self.args[0], self.args[1])
# 调用func函数
# 因为这里的func函数其实是上述的main()函数，它需要2个参数；args传入的是个参数元组，拆解开来传入
if __name__ == '__main__':
start = time.time()
print('这是主线程：{}'.format(threading.current_thread().name))
urls = get_all_image_url(5) # 获取所有图片url列表
thread_list = [] # 定义一个列表，向里面追加线程
semaphore = threading.BoundedSemaphore(5) # 或使用Semaphore方法
for t in urls:
# print(i)
m = MyThread(main, (t["value"], t["name"])) # 调用MyThread类，得到一个实例
thread_list.append(m)
for m in thread_list:
m.start() # 调用start()方法，开始执行
for m in thread_list:
m.join() # 子线程调用join()方法，使主线程等待子线程运行完毕之后才退出
end = time.time()
print(end-start)
# get_image_pages("https://imgbin.com/free-png/Naruto")将代码进行改造
1、下面的第8、9行表示调用 threading 的 BoundedSemaphore类，初始化信号量为5，把结果赋给变量 pool_sema
if __name__ == '__main__':
start = time.time()
print('这是主线程：{}'.format(threading.current_thread().name))
urls = get_all_image_url(5) # 获取所有图片url列表
thread_list = [] # 定义一个列表，向里面追加线程
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max_connections = 5 # 定义最大线程数
pool_sema = threading.BoundedSemaphore(max_connections) # 或使用Semaphore方法
for t in urls:
# print(i)
m = MyThread(main, (t["value"], t["name"])) # 调用MyThread类，得到一个实例
thread_list.append(m)
for m in thread_list:
m.start() # 调用start()方法，开始执行
for m in thread_list:
m.join() # 子线程调用join()方法，使主线程等待子线程运行完毕之后才退出
end = time.time()
print(end-start)2、修改main()函数
（1）方法一：通过with语句实现，第9行添加 with pool_sema
使用 with 语句来获得一个锁、条件变量或信号量，相当于调用 acquire()；离开 with 块后，会自动调用 release()
def main(url, image_name):
"""
主函数：实现下载图片功能
:param url: 图片url
:param image_name: 图片名称
:return:
"""
with pool_sema:
print('当前子线程: {}'.format(threading.current_thread().name))
save_path = os.path.dirname(os.path.abspath('.')) + '/pics/'
try:
file_path = '{0}/{1}.jpg'.format(save_path, image_name)
if not os.path.exists(file_path): # 判断是否存在文件，不存在则爬取
with open(file_path, 'wb') as f:
f.write(get_image_content(url))
f.close()
print('第{}个文件保存成功'.format(image_name))
else:
print("第{}个文件已存在".format(image_name))
except FileNotFoundError as f:
print("第{}个文件下载时遇到错误，url为：{}：".format(image_name, url))
print("报错：", f)
raise
except TypeError as e:
print("第{}个文件下载时遇到错误，url为：{}：".format(image_name, url))
print("报错：", e)（2）方法二：直接使用 acquire()和 release()
下面的第8行调用 acquire()，第24行调用release()
def main(url, image_name):
"""
主函数：实现下载图片功能
:param url: 图片url
:param image_name: 图片名称
:return:
"""
pool_sema.acquire() # 加锁，限制线程数
# with pool_sema:
print('当前子线程: {}'.format(threading.current_thread().name))
save_path = os.path.dirname(os.path.abspath('.')) + '/pics/'
try:
file_path = '{0}/{1}.jpg'.format(save_path, image_name)
if not os.path.exists(file_path): # 判断是否存在文件，不存在则爬取
with open(file_path, 'wb') as f:
f.write(get_image_content(url))
f.close()
print('第{}个文件保存成功'.format(image_name))
else:
print("第{}个文件已存在".format(image_name))
pool_sema.release() # 解锁imgbin-多线程-重写run方法.py
except FileNotFoundError as f:
print("第{}个文件下载时遇到错误，url为：{}：".format(image_name, url))
print("报错：", f)
raise
except TypeError as e:
print("第{}个文件下载时遇到错误，url为：{}：".format(image_name, url))
print("报错：", e)最终效果是一样的，每次启用5个线程，完成后再启动下一批
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