使用Python分析數據，如果使用了正確的數據結構和算法，有時可以大量提高程序的速度。實現此目的的一種方法是使用Muiltithreading（多線程）或Multiprocessing（多重處理）。

在這篇文章中，我們不會詳細討論多線程或多處理的內部原理。相反，我們舉一個例子，編寫一個小的Python腳本從Unsplash下載圖像。我們將從一次下載一個圖像的版本開始。接下來，我們使用線程來提高執行速度。

多線程

簡單地說，線程允許您并行地運行程序。花費大量時間等待外部事件的任務通常適合線程化。它們也稱為I/O Bound任務例如從文件中讀寫，網絡操作或使用API在線下載。讓我們來看一個示例，它展示了使用線程的好處。

沒有線程

在本例中，我們希望通過順序運行程序來查看從Unsplash API下載15張圖像需要多長時間:

import requests
import time
img_urls = [
    'https://images.unsplash.com/photo-1516117172878-fd2c41f4a759',
    'https://images.unsplash.com/photo-1532009324734-20a7a5813719',
    'https://images.unsplash.com/photo-1524429656589-6633a470097c',
    'https://images.unsplash.com/photo-1530224264768-7ff8c1789d79',
    'https://images.unsplash.com/photo-1564135624576-c5c88640f235',
    'https://images.unsplash.com/photo-1541698444083-023c97d3f4b6',
    'https://images.unsplash.com/photo-1522364723953-452d3431c267',
    'https://images.unsplash.com/photo-1513938709626-033611b8cc03',
    'https://images.unsplash.com/photo-1507143550189-fed454f93097',
    'https://images.unsplash.com/photo-1493976040374-85c8e12f0c0e',
    'https://images.unsplash.com/photo-1504198453319-5ce911bafcde',
    'https://images.unsplash.com/photo-1530122037265-a5f1f91d3b99',
    'https://images.unsplash.com/photo-1516972810927-80185027ca84',
    'https://images.unsplash.com/photo-1550439062-609e1531270e',
    'https://images.unsplash.com/photo-1549692520-acc6669e2f0c'
]

start = time.perf_counter() #start timer
for img_url in img_urls:
    img_name = img_url.split('/')[3] #get image name from url
    img_bytes = requests.get(img_url).content
with open(img_name, 'wb') as img_file:
     img_file.write(img_bytes) #save image to disk 

finish = time.perf_counter() #end timer
print(f"Finished in {round(finish-start,2)} seconds") 

#results
Finished in 23.101926751 seconds

一共用時?23秒。

多線程

讓我們看看Pyhton中的線程模塊如何顯著地改進我們的程序執行：

import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

def download_images(url):
    img_name = img_url.split('/')[3]
    img_bytes = requests.get(img_url).content
    with open(img_name, 'wb') as img_file:
         img_file.write(img_bytes)
         print(f"{img_name} was downloaded")

start = time.perf_counter() #start timer
with ThreadPoolExecutor() as executor:
    results = executor.map(download_images,img_urls) #this is Similar to map(func, *iterables)
finish = time.perf_counter() #end timer
print(f"Finished in {round(finish-start,2)} seconds")

#results 
Finished in 5.544147536 seconds

我們可以看到，與不使用線程代碼相比，使用線程代碼可以顯著提高速度。從23秒到5秒。

對于本例，請注意在創建線程時存在開銷，因此將線程用于多個API調用是有意義的，而不僅僅是單個調用。

此外，對于密集的計算，如數據處理，圖像處理多處理比線程執行得更好。

參考：https://dev.to/mojemoron/a-beginners-guide-to-multithreading-and-multiprocessing-in-python-part-1-n6h