Python - 主線程
你好，有抱負的程式設計師！今天，我們將進入Python線程的世界，專注於主線程的探險之旅。作為你友善的鄰居電腦科學老師，我將引導你通過這個迷人的主題。如果你是程式設計的新手，不必擔心——我們將從基礎開始，逐步進階。所以，拿起你最喜愛的飲料，放鬆身心，讓我們一起深入吧！
什麼是主線程？
在我們深入細節之前，先來了解什麼是線程。想像你一边讀書一邊聽音樂。你的大腦同時進行兩個任務——這就是線程在程式設計中的運作方式。主線程就像是你程式的 主故事線，當你運行Python腳本時就會啟動。
主線程的運作
讓我們從一個簡單的例子來看看主線程的運作：
import threading
import time
def print_current_thread():
print(f"當前線程: {threading.current_thread().name}")
print_current_thread()
time.sleep(2)
print("主線程仍在運行！")當你運行這個腳本時，你會看到像這樣的結果：
當前線程: MainThread
主線程仍在運行！在這個例子中，我們使用threading模塊來存取關於當前線程的資訊。time.sleep(2)函數只是用來添加一點暫停，就像我們編程故事中的戲劇性省略。
存取主線程
現在我們已經看到主線程的運作，來學習如何直接存取它。Python為我們提供了一個方便的方法：
import threading
main_thread = threading.main_thread()
print(f"主線程名稱: {main_thread.name}")
print(f"主線程ID: {main_thread.ident}")這個腳本將輸出像這樣的結果：
主線程名稱: MainThread
主線程ID: 140735268892672ident是線程的唯一標識符。它就像線程的社會安全號碼——沒有兩個線程會有相同的ID。
檢查我們是否在主線程中
有時，你可能想檢查你的程式碼是否正在主線程中運行。以下是如何做到這一點：
import threading
def am_i_main():
return threading.current_thread() == threading.main_thread()
print(f"我們在主線程中嗎? {am_i_main()}")
def not_main():
print(f"現在我們在主線程中嗎? {am_i_main()}")
thread = threading.Thread(target=not_main)
thread.start()
thread.join()這個腳本將輸出：
我们在主線程中嗎? True
現在我們在主線程中嗎? False在這個例子中，我們創建了一個新的線程來運行not_main()函數。當我們從這個新線程中調用am_i_main()時，它會返回False。
Python中的主線程行為
主線程在Python中有一些重要的行為需要理解。讓我們來探索它們！
主線程與程式終止
主線程的一個關鍵行為是，當它完成執行時，整個Python程式通常會終止。讓我們看看這是如何發揮作用的：
import threading
import time
def long_task():
print("開始一個長任務...")
time.sleep(5)
print("長任務已完成！")
thread = threading.Thread(target=long_task)
thread.start()
print("主線程已完成！")如果你運行這個腳本，你可能會看到：
開始一個長任務...
主線程已完成！注意，"長任務已完成！"的消息從未出現。這是因為主線程已經完成，程式在長任務完成之前就終止了。
守護線程與非守護線程
為了更好地理解主線程的行為，我們需要談談守護線程。守護線程就像是一個背景任務，不會阻止程式退出。讓我們修改我們之前的例子：
import threading
import time
def long_task():
print("開始一個長任務...")
time.sleep(5)
print("長任務已完成！")
thread = threading.Thread(target=long_task)
thread.daemon = True # 設定線程為守護線程
thread.start()
print("主線程已完成！")輸出將與之前一樣。然而，如果我們刪除thread.daemon = True這行，我們將會看到：
開始一個長任務...
主線程已完成！
長任務已完成！這是因為非守護線程（預設）會阻止程式退出，直到它們完成。
主線程等待其他線程
通常，你會希望你的主線程在結束程式之前等待其他線程完成。Python提供了一個簡單的方法來實現這一點：
import threading
import time
def task(name):
print(f"任務 {name} 開始...")
time.sleep(2)
print(f"任務 {name} 完成！")
threads = []
for i in range(3):
t = threading.Thread(target=task, args=(f"T{i}",))
threads.append(t)
t.start()
for t in threads:
t.join()
print("所有任務已完成！")這個腳本將輸出：
任務 T0 開始...
任務 T1 開始...
任務 T2 開始...
任務 T0 完成！
任務 T1 完成！
任務 T2 完成！
所有任務已完成！join()方法讓主線程等待每個線程完成它們的工作。
有用的線程方法表格
以下是我們討論過的一些有用線程方法以及一些其他方法的表格：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
threading.current_thread() |
返回當前的Thread對象 |
threading.main_thread() |
返回主Thread對象 |
Thread.start() |
開始線程的活動 |
Thread.join() |
等待直到線程終止 |
Thread.is_alive() |
返回線程是否活著 |
Thread.setDaemon(bool) |
設定線程的守護標誌 |
結論
恭喜你！你已經踏出了Python線程世界的第一步。我們涵蓋了主線程、如何存取它、它的行為以及它如何與其他線程交互。請記住，線程可能是一個複雜的主題，但經過練習，你會對它感到更加自在。
在我們結束之前，我想起了著名電腦科學家Alan Kay的一句話："預測未來的最好方法就是創造它。"有了你對Python線程的新知識，你現在已經有能力創造一些驚人的多線程程式！
繼續編程，繼續學習，最重要的是，玩得開心！下次再見，編織快樂！
Credits: Image by storyset