Python Lock 怎么使用
1. 项目背景和目标
在多线程编程中，为了保证共享资源的安全访问，需要使用锁（Lock）来控制对共享资源的访问。Python提供了threading模块，其中的Lock类可以用于创建锁对象，并通过一系列方法实现对共享资源的互斥访问。本项目的目标是通过学习和实践，掌握Python中Lock的使用方法，并应用到实际项目中，提高多线程编程的安全性和效率。
2. 方案设计
2.1 项目概述
本项目的方案设计如下：
- 确定项目需求和目标：实现一个多线程爬虫程序，同时控制并发访问的线程数，保证对目标网站的访问安全和效率。
- 设计程序架构：使用Python的threading模块创建线程，并使用Lock来控制对共享资源的访问。
- 实现爬虫功能：利用requests库发送HTTP请求获取网页内容，并使用正则表达式提取关键信息。
- 设计线程池和任务队列：使用Queue模块实现线程池和任务队列，控制并发访问的线程数。
- 实现多线程爬虫程序：编写主程序，将以上功能集成在一起，实现多线程爬虫。
2.2 程序架构设计
本项目的程序架构如下：
import threading
import requests
import re
import queue
class SpiderThread(threading.Thread):
def __init__(self, url):
threading.Thread.__init__(self)
self.url = url
def run(self):
# 加锁
lock.acquire()
try:
# 爬取网页内容
html = requests.get(self.url).text
# 提取关键信息
result = re.findall(r'<title>(.*?)</title>', html)
print(result)
finally:
# 释放锁
lock.release()
def main():
# 创建锁对象
lock = threading.Lock()
# 创建任务队列
queue = queue.Queue()
# 添加任务到队列
urls = [' ' '
for url in urls:
queue.put(url)
# 创建线程池
threads = []
for i in range(3):
thread = SpiderThread(queue.get())
threads.append(thread)
# 启动线程
for thread in threads:
thread.start()
# 等待所有线程结束
for thread in threads:
thread.join()
if __name__ == '__main__':
main()
2.3 线程池和任务队列设计
为了控制并发访问的线程数，我们可以使用线程池和任务队列的设计。线程池是一个固定大小的线程集合，任务队列用于存放待执行的任务。当有任务需要执行时，线程池中的线程会从任务队列中获取任务并执行。如果任务队列为空，则线程会进入等待状态。
在本项目中，我们使用Python的Queue模块实现线程池和任务队列：
import threading
import queue
class ThreadPool:
def __init__(self, max_workers):
self.max_workers = max_workers
self.thread_pool = []
self.task_queue = queue.Queue()
def submit(self, func, *args, **kwargs):
self.task_queue.put((func, args, kwargs))
def start(self):
for _ in range(self.max_workers):
thread = threading.Thread(target=self._worker)
self.thread_pool.append(thread)
thread.start()
def _worker(self):
while True:
func, args, kwargs = self.task_queue.get()
func(*args, **kwargs)
self.task_queue.task_done()
def wait(self):
self.task_queue.join()
3. 项目实施计划
本项目的实施计划如下所示：
gantt
dateFormat YYYY-MM-DD
title Python Lock 使用项目实施计划
section 准备阶段
确定项目需求和目标 :a1, 2021-01-01, 7d
设计程序架构 :a2, after a1, 5d
实现
