Python - Joindre les threads

Bonjour à tous, aspirants programmeurs Python ! Aujourd'hui, nous allons plonger dans un sujet passionnant et crucial pour quiconque souhaite maîtriser le multithreading en Python : joindre les threads. Ne vous inquiétez pas si vous êtes nouveau dans la programmation ; je vais vous guider à travers ce concept étape par étape, tout comme j'ai fait pour d'innombrables étudiants au fil des années. Alors, mettons-nous au travail !

Qu'est-ce qu'un thread et pourquoi les joindre ?

Avant de nous lancer dans le joindre des threads, récapitulons rapidement ce qu'est un thread. Imaginez-vous dans une cuisine en train de préparer un repas complexe. Vous pourriez avoir un pot qui bouille des pâtes, une poêle qui fait sauter des légumes et un four qui fait cuire un dessert. Chacune de ces tâches est comme un thread en programmation – ce sont des parties différentes de votre programme qui s'exécutent concurremment.

Maintenant, joindre des threads, c'est comme attendre que toutes ces tâches de cuisine soient terminées avant de servir le repas. C'est un moyen de s'assurer que toutes les parties de votre programme ont terminé leur travail avant de passer à la suite.

Joindre les threads de base en Python

Commençons par un exemple simple pour illustrer le joindre des threads :

import threading
import time

def cuire_pates():
print("Commence à cuire les pâtes...")
time.sleep(3)
print("Les pâtes sont prêtes !")

def preparer_sauce():
print("Commence à préparer la sauce...")
time.sleep(2)
print("La sauce est prête !")

# Créer des threads
pates_thread = threading.Thread(target=cuire_pates)
sauce_thread = threading.Thread(target=preparer_sauce)

# Démarrer les threads
pates_thread.start()
sauce_thread.start()

# Joindre les threads
pates_thread.join()
sauce_thread.join()

print("Le dîner est servi !")

Dans cet exemple, nous avons deux fonctions : cuire_pates() et preparer_sauce(). Nous créons un thread pour chacune de ces fonctions, les démarrons, puis les joignons. La méthode join() fait que le programme principal attend que les deux threads aient terminé avant d'imprimer "Le dîner est servi !".

En exécutant ce script, vous verrez que même si la sauce se termine en premier, le programme attend que les deux threads soient terminés avant de continuer.

Pourquoi joindre des threads ?

Joindre des threads est crucial pour plusieurs raisons :

1. Synchronisation : Il s'assure que tous les threads sont complets avant que le programme ne continue.
2. Gestion des ressources : Il aide à fermer et nettoyer correctement les ressources utilisées par les threads.
3. Cohérence des données : Il garantit que toutes les opérations de thread sont terminées avant d'utiliser leurs résultats.

Techniques avancées de joindre des threads

Joindre avec un délai

Parfois, vous pouvez vouloir attendre un thread, mais pas indéfiniment. Python vous permet de spécifier un délai :

import threading
import time

def longue_tache():
print("Commence une longue tâche...")
time.sleep(10)
print("Longue tâche terminée !")

thread = threading.Thread(target=longue_tache)
thread.start()

# Attendre 5 secondes au maximum
thread.join(timeout=5)

if thread.is_alive():
print("La tâche continue de s'exécuter !")
else:
print("La tâche s'est terminée à temps.")

Dans cet exemple, nous attendons seulement 5 secondes. Si le thread continue d'exécuter après cela, nous passons à autre chose.

Joindre plusieurs threads

Lorsque vous travaillez avec plusieurs threads, vous pouvez vouloir les joindre tous efficacement :

import threading
import time
import random

def sommeil_aleatoire(nom):
temps_de_sommeil = random.randint(1, 5)
print(f"{nom} va dormir pendant {temps_de_sommeil} secondes.")
time.sleep(temps_de_sommeil)
print(f"{nom} s'est réveillé !")

threads = []
for i in range(5):
thread = threading.Thread(target=sommeil_aleatoire, args=(f"Thread-{i}",))
threads.append(thread)
thread.start()

for thread in threads:
thread.join()

print("Tous les threads sont terminés !")

Ce script crée 5 threads, chacun dormant pour un temps aléatoire. Nous joignons tous les threads, nous nous assurant d'attendre que tous soient terminés.

Meilleures pratiques et pièges courants

1. Joignez toujours vos threads : Il est conseillé de joindre les threads que vous avez créés pour assurer un bon flux de programme et une bonne gestion des ressources.

2. Faites attention aux boucles infinies : Si un thread contient une boucle infinie, joindre ce thread entraînera votre programme en suspension indéfinie.

3. Gérez les exceptions : Les threads peuvent lever des exceptions. Assurez-vous de les gérer correctement :

import threading

def fonction_risque():
raise Exception("Oups ! Quelque chose s'est mal passé !")

thread = threading.Thread(target=fonction_risque)
thread.start()

try:
thread.join()
except Exception as e:
print(f"Exception capturée : {e}")

4. Évitez les deadlocks : Soyez prudent lorsque vous joignez des threads qui peuvent attendre les uns les autres. Cela peut entraîner des deadlocks.

Méthodes de joindre des threads

Voici un tableau récapitulatif des méthodes clés pour joindre des threads en Python :

Méthode	Description
thread.join()	Attendre que le thread se termine
thread.join(timeout)	Attendre que le thread se termine ou que le délai se produise
thread.is_alive()	Vérifier si le thread s'exécute encore

Conclusion

Joindre des threads est un concept fondamental en multithreading qui vous permet de synchroniser l'exécution de votre programme. C'est comme être le chef d'orchestre d'un orchestre, s'assurant que tous les instruments ont fini de jouer avant que le concert ne se termine.

N'oubliez pas, la pratique fait le maître ! Essayez de créer vos propres programmes multithreadés et expérimentez avec le joindre des threads dans différentes situations. Avant que vous ne le sachiez, vous orchestrerez des symphonies multithreadées complexes en Python !

Bon codage, et que vos threads se rejoignent toujours harmonieusement !

Credits: Image by storyset