Pythonのthreadingの使い方を現役エンジニアが解説【初心者向け】

初心者向けにPythonのthreadingの使い方について現役エンジニアが解説しています。並列処理とは、複数の処理装置で、複数の命令を同時に実行することです。逐次処理と比べるとマルチコア環境で効率が良くなります。Pythonのthreadingモジュールを使ってみます。

TechAcademyマガジンは受講者数No.1のオンラインプログラミングスクールTechAcademy [テックアカデミー]が運営。初心者向けに解説した記事を公開中。現役エンジニアの方はこちらをご覧ください。

Pythonのthreadingの使い方について解説します。

そもそもPythonについてよく分からないという方は、Pythonとは何なのか解説した記事を読むとさらに理解が深まります。

 

なお本記事は、TechAcademyのオンラインブートキャンプPython講座の内容をもとに紹介しています。

 

田島悠介

今回は、Pythonに関する内容だね!

大石ゆかり

どういう内容でしょうか?

田島悠介

Pythonのthreadingの使い方について詳しく説明していくね!

大石ゆかり

お願いします!

 

並列処理とは

コンピュータは内部で命令(機械語)を一つずつ解釈、実行しています。

並列処理とは、複数の処理装置で複数の命令を同時に実行することです。
 

並列処理と逐次処理の違い

並列処理の対義語が逐次処理(もしくは直列処理)です。

最近のコンピュータの大部分はマルチコアのCPUを搭載しています。逐次処理ではコアを1つだけ使うので、CPUの性能を引き出しきれないことがあります。
逐次処理を並列処理に書き換えると、プログラムの処理速度を改善できるケースがあります。

ただし、並列処理では以下のような制約や弊害もあります。

処理の性質上、そもそも並列化の困難なケースがあり、並列処理間でのデータの受け渡しも考慮しなければなりません。また、逐次処理と比較し、プログラム(ソースコード)が複雑になる傾向があるため、バグの特定や修正(デバッグ作業)も難しくなります。
 

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スレッドとは

スレッドとはOSがプログラムを実行する際の最小単位です。

OS上であるプログラムを実行すると、1つ以上のプロセスが生成されます。
プロセスはさらに1つ以上のスレッドを生成します。

一般に、OS上では多数のプログラムが同時に起動しているので、OSはスレッドをCPUに順次割り当て実行していきます。
 

マルチスレッドとシングルスレッドの違い

プロセスがスレッドを1つだけ実行する形態をシングルスレッド、2つ以上実行する形態をマルチスレッドといいます。シングルスレッドは逐次処理、マルチスレッドは並列処理に対応します。

マルチスレッドの実用例はウェブサーバです。ウェブサーバは複数のユーザ(ブラウザ)から同時に接続されます。

シングルスレッドだと、あるユーザに応答している間、他のユーザに応答できません。マルチスレッドを利用することで、複数ユーザに応答できます。
 

threadingとは

threadingとはPythonでマルチスレッドプログラミングを行うためのモジュールです。
 

threadingの使い方

以下のようにthreading.Threadクラスを継承します。
インスタンスに対し、startメソッドを呼び出すと、スレッドを開始します。

詳細は公式のリファレンスをご覧ください。

 

class T(threading.Thread):
  def run(self):
    # 何らかの処理

t = T()
t.start() # スレッド開始

 

実際に書いてみよう

サンプルコード

import threading
import time

class MyThread(threading.Thread):
  def run(self):
    # some heavy processing
    time.sleep(3)
    
if __name__ == '__main__':
  t = MyThread()
  t.start()
  print('thread started')
  t.join()
  print('thread finished')

 

実行結果

thread started
(約3秒経過)
thread finished
 

解説

最初にthreadingモジュールをインポートしました。
threading.Threadを継承し、MyThreadクラスを実装しました。
runメソッドをオーバーライドしました。本来ならば、この中で何らか時間のかかる処理を行います。
今回は動作確認目的のため、単に3秒間スリープします。
MyThreadインスタンスに対して、startメソッドを呼ぶと、スレッドが開始します。
joinメソッドを呼ぶと、スレッドの終了を待機します。

 

監修してくれたメンター

橋本紘希

システムインテグレータ企業勤務のシステムエンジニア。

開発実績: Javaプログラムを用いた業務用Webアプリケーションや、基幹システム用バッチアプリケーションなどの設計構築試験。

 

大石ゆかり

内容分かりやすくて良かったです!

田島悠介

ゆかりちゃんも分からないことがあったら質問してね!

大石ゆかり

分かりました。ありがとうございます!

 

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