项目方案：多线程任务管理系统

1. 简介

本项目旨在实现一个多线程任务管理系统，用于管理和监控多个线程的执行状态。通过该系统，用户可以方便地创建、启动、停止和监控线程的执行情况，从而更好地管理多线程任务。

2. 功能需求

  1. 用户可以创建多个任务，并为每个任务指定线程数量和执行函数。
  2. 系统能够根据用户的要求，创建相应数量的线程，并启动它们。
  3. 用户可以随时停止正在执行的线程，并查看线程的执行状态。
  4. 系统需要提供可视化界面，展示当前线程的执行情况，包括线程的数量、完成数量、运行中数量、失败数量等。
  5. 当所有线程都执行完成后，系统会给出一个总体的执行结果报告。

3. 技术方案

3.1 基本架构

为了实现上述功能，我们可以采用Python的多线程编程模块threading来管理线程的创建和执行。其基本架构如下：

import threading

class Task(threading.Thread):
    def __init__(self, task_func):
        super().__init__()
        self.task_func = task_func
        self.is_running = False

    def run(self):
        self.is_running = True
        self.task_func()
        self.is_running = False

class TaskManager:
    def __init__(self):
        self.tasks = []

    def create_task(self, task_func, num_threads):
        for _ in range(num_threads):
            task = Task(task_func)
            self.tasks.append(task)

    def start_tasks(self):
        for task in self.tasks:
            task.start()

    def stop_tasks(self):
        for task in self.tasks:
            task.is_running = False

    def get_task_status(self):
        total = len(self.tasks)
        running = sum([1 for task in self.tasks if task.is_running])
        completed = sum([1 for task in self.tasks if not task.is_running])
        return total, running, completed

3.2 线程执行状态的监控

为了知道线程是否结束了，我们可以通过设置一个标志位is_running来记录线程的执行状态。当线程开始执行时，将其设为True；当线程执行完成后，将其设为False。通过在TaskManager类中添加get_task_status方法，我们可以获取到线程的执行情况。

3.3 可视化界面的展示

为了展示线程的执行情况，我们可以使用Python的数据可视化库matplotlib来绘制饼状图。具体步骤如下：

  1. 安装matplotlib库：pip install matplotlib
  2. 在代码中导入matplotlib.pyplot模块：import matplotlib.pyplot as plt
  3. 获取线程的执行情况，并用饼状图进行展示：
def show_task_status(task_manager):
    total, running, completed = task_manager.get_task_status()
    labels = ['Running', 'Completed']
    sizes = [running, completed]
    colors = ['#ff9999', '#66b3ff']
    plt.pie(sizes, labels=labels, colors=colors, autopct='%1.1f%%', startangle=90)
    plt.axis('equal')
    plt.show()

3.4 项目流程图

下面是本项目的状态图，使用mermaid语法绘制得到：

stateDiagram
    [*] --> Idle
    Idle --> Creating: create_task
    Creating --> Starting: start_tasks
    Starting --> Running: run_tasks
    Running --> Stopping: stop_tasks
    Stopping --> Idle: stop_tasks
    Running --> Completed: all tasks completed
    Completed --> [*]
    Stopping --> [*]

4. 运行示例

def task_func():
    # 执行任务的具体代码
    pass

if __name__ == '__main__':
    task_manager = TaskManager()
    task_manager.create_task(task_func, 5)
    task_manager.start_tasks()

    # 显示线程的执行情况
    show_task_status(task_manager)

    # 用户根据需要，随时停止线程的执行
    task_manager.stop_tasks()

5. 总结

本项目实现了一个多线程任务管理系统，通过设置is_running标志位，可以知道线程是否结束。同时，使用matplotlib库绘