Python多執行緒與SocketIO即時通訊

import threading
import time

num_threads = 4

def thread_message(message):
    global num_threads
    num_threads -= 1
    print('Message from thread %s\n' % message)
    while num_threads > 0:
        print("I am the %s thread" % num_threads)
        threading.Thread(target=thread_message, args=("I am the %s thread" % num_threads,)).start()
        time.sleep(0.1)

# #### 內容解密：
# 這段程式碼展示瞭如何使用`threading`模組建立多個執行緒。每個執行緒都會執行`thread_message`函式，並傳遞一條訊息作為引數。`num_threads`變數用於控制執行緒的數量。

### 使用threading模組

`threading`模組包含了一個`Thread`類別，我們需要擴充這個類別來建立自己的執行緒。`run`方法將包含我們要在執行緒中執行的程式碼。

```python
import threading

def myTask():
    print("Hello World: {}".format(threading.current_thread()))

myFirstThread = threading.Thread(target=myTask)
myFirstThread.start()

# #### 內容解密：
# 在這個範例中，我們建立了一個名為`myTask`的函式，並將其作為目標傳遞給`Thread`建構函式。然後，我們呼叫`start()`方法來啟動執行緒。

### 建立自定義執行緒類別

以下範例中，我們建立了一個名為`MyThread`的類別，繼承自`threading.Thread`。`run()`方法包含了每個執行緒要執行的程式碼。

```python
import threading

class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self, message):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.message = message

    def run(self):
        print(self.message)

def test():
    for num in range(0, 10):
        thread = MyThread("I am the " + str(num) + " thread")
        thread.name = num
        thread.start()

if __name__ == '__main__':
    import timeit
    print(timeit.timeit("test()", setup="from __main__ import test", number=5))

# #### 內容解密：
# 在這個範例中，我們定義了一個名為`MyThread`的類別，繼承自`threading.Thread`。我們覆寫了`run()`方法，使其列印出傳遞給建構函式的訊息。

### 使用join()方法等待執行緒完成

我們可以使用`join()`方法來等待執行緒完成。

```python
import threading

class thread_message(threading.Thread):
    def __init__(self, message):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.message = message

    def run(self):
        print(self.message)

threads = []

def test():
    for num in range(0, 10):
        thread = thread_message("I am the " + str(num) + " thread")
        thread.start()
        threads.append(thread)

    for thread in threads:
        thread.join()

if __name__ == '__main__':
    import timeit
    print(timeit.timeit("test()", setup="from __main__ import test", number=5))

# #### 內容解密：
# 在這個範例中，我們使用`join()`方法來等待所有執行緒完成。這確保了主執行緒不會在子執行緒完成之前離開。

## Python中的多執行緒與平行處理

多執行緒應用程式的概念是，它允許我們在額外的執行緒上提供程式碼副本並執行它們。這允許同時執行多個操作。此外，當一個行程被阻塞時，例如等待輸入/輸出操作，作業系統可以將計算時間分配給其他行程。

### 多執行緒圖表

```plantuml
@startuml
skinparam backgroundColor #FEFEFE
skinparam defaultTextAlignment center
skinparam rectangleBackgroundColor #F5F5F5
skinparam rectangleBorderColor #333333
skinparam arrowColor #333333

title 多執行緒圖表

rectangle "產生" as node1
rectangle "執行" as node2

node1 --> node2

@enduml

import threading

class ThreadWorker(threading.Thread):
    def __init__(self):
        super(ThreadWorker, self).__init__()

    def run(self):
        for i in range(10):
            print(i)

import threading
from ThreadWorker import ThreadWorker

def main():
    thread = ThreadWorker()
    thread.start()

if __name__ == "__main__":
    main()

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import threading

def view_thread():
    print("執行中的執行緒")
    print("存取中的執行緒識別碼：{}".format(threading.get_ident()))
    print("執行完成的執行緒：{}".format(threading.current_thread()))

def main():
    executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=3)
    thread1 = executor.submit(view_thread)
    thread2 = executor.submit(view_thread)
    thread3 = executor.submit(view_thread)

if __name__ == '__main__':
    main()

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

def message(msg):
    print("處理中：{}".format(msg))

def main():
    print("啟動 ThreadPoolExecutor")
    with ThreadPoolExecutor(max_workers=2) as executor:
        future = executor.submit(message, ('訊息 1'))
        future = executor.submit(message, ('訊息 2'))
    print("所有任務完成")

if __name__ == '__main__':
    main()

$ pip3 install python-socketio

from aiohttp import web
import socketio

socket_io = socketio.AsyncServer()
app = web.Application()
socket_io.attach(app)

async def index(request):
    return web.Response(text='Hello world from socketio', content_type='text/html')

@socket_io.on('message')
def print_message(socket_id, data):
    print("Socket ID: ", socket_id)
    print("Data: ", data)

app.router.add_get('/', index)

if __name__ == '__main__':
    web.run_app(app)

import socketio

sio = socketio.Client()

@sio.event
def connect():
    print('connection established')

@sio.event
def disconnect():
    print('disconnected from server')

sio.connect('http://localhost:8080')
sio.emit('message', {'data': 'my_data'})
sio.wait()