Future, ThreadPoolExecutor和ProcessPoolExecutor

发布网友发布时间：2024-10-22 09:35

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热心网友时间：2024-11-08 19:07

在多并发编程中，ThreadPoolExecutor和ProcessPoolExecutor在实际应用中被广泛使用。接下来，我们将深入探讨Executor和Future类的基本概念，以及ThreadPoolExecutor和ProcessPoolExecutor的特性和用途。

Executor类是异步执行调用的抽象基类。它为开发者提供了提交可调用对象进行异步执行的方法，并返回Future对象作为执行结果的代表。Executor类本身并不提供构造方法，因为其设计原则是避免直接创建和使用，而是通过其具体子类实现异步执行功能。Executor类通过submit方法提交可调用对象，返回Future对象以获取执行结果。同时，Executor类的map方法与普通map函数类似，但拥有时间限制和异常处理机制。若在指定时间内无法获取结果，会抛出TimeoutError异常；若执行过程中抛出异常，也会相应抛出异常。当使用ProcessPoolExecutor时，可将大任务切分为多块并行执行，显著提升性能，而ThreadPoolExecutor在GIL锁限制下无法利用此功能。

Future类代表异步执行结果，由Executor的submit方法创建。Future对象用于获取执行结果或取消异步调用。通过调用cancel方法可尝试取消Future对象代表的异步调用，若成功则返回True。result方法用于获取异步调用结果，可以设置超时时间，若未完成则抛出异常。add_done_callback方法允许指定回调函数，在执行结果完成或取消时调用。Future对象通常用于测试，由开发者手动创建。

ThreadPoolExecutor和ProcessPoolExecutor是Executor类的子类，分别使用线程池和进程池执行异步任务。ThreadPoolExecutor默认线程数为CPU核心数乘以5，适用于IO密集型工作，工作者数量通常多于ProcessPoolExecutor。ProcessPoolExecutor最多使用指定的最大进程数，若未指定默认为CPU核心数，且最大进程数不能为0，否则会抛出ValueError。

最后，作为总结，让我们通过示例来直观展示Executor和Future类的使用场景。使用Executor.map方法返回的结果与内置map函数相同，执行结果与输入参数的位置一一对应。使用submit方法提交任务时，返回结果的位置与任务完成顺序相同。这些类和方法的结合为开发者提供了强大的工具，以实现高效、灵活的并发编程。