一文速通 Python 并行计算：05 Python 多线程编程-线程的定时运行

摘要：

本文主要讲述了 Python 如何实现定时任务，主要有四种方式：通过 threading.Timer 类、通过 sched 模块、通过 threading.Event 事件机制、通过 APScheduler 第三方库，结合例程分析了各自使用场景和基本方法。

关于我们更多介绍可以查看云文档：Freak 嵌入式工作室云文档，或者访问我们的 wiki：****https://github.com/leezisheng/Doc/wik

原文链接：

FreakStudio的博客

往期推荐：

学嵌入式的你，还不会面向对象？？！

全网最适合入门的面向对象编程教程：00 面向对象设计方法导论

全网最适合入门的面向对象编程教程：01 面向对象编程的基本概念

全网最适合入门的面向对象编程教程：02 类和对象的 Python 实现-使用 Python 创建类

全网最适合入门的面向对象编程教程：03 类和对象的 Python 实现-为自定义类添加属性

全网最适合入门的面向对象编程教程：04 类和对象的Python实现-为自定义类添加方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：05 类和对象的Python实现-PyCharm代码标签

全网最适合入门的面向对象编程教程：06 类和对象的Python实现-自定义类的数据封装

全网最适合入门的面向对象编程教程：07 类和对象的Python实现-类型注解

全网最适合入门的面向对象编程教程：08 类和对象的Python实现-@property装饰器

全网最适合入门的面向对象编程教程：09 类和对象的Python实现-类之间的关系

全网最适合入门的面向对象编程教程：10 类和对象的Python实现-类的继承和里氏替换原则

全网最适合入门的面向对象编程教程：11 类和对象的Python实现-子类调用父类方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：12 类和对象的Python实现-Python使用logging模块输出程序运行日志

全网最适合入门的面向对象编程教程：13 类和对象的Python实现-可视化阅读代码神器Sourcetrail的安装使用

全网最适合入门的面向对象编程教程：全网最适合入门的面向对象编程教程：14 类和对象的Python实现-类的静态方法和类方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：15 类和对象的 Python 实现-__slots__魔法方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：16 类和对象的Python实现-多态、方法重写与开闭原则

全网最适合入门的面向对象编程教程：17 类和对象的Python实现-鸭子类型与“file-like object“

全网最适合入门的面向对象编程教程：18 类和对象的Python实现-多重继承与PyQtGraph串口数据绘制曲线图

全网最适合入门的面向对象编程教程：19 类和对象的 Python 实现-使用 PyCharm 自动生成文件注释和函数注释

全网最适合入门的面向对象编程教程：20 类和对象的Python实现-组合关系的实现与CSV文件保存

全网最适合入门的面向对象编程教程：21 类和对象的Python实现-多文件的组织：模块module和包package

全网最适合入门的面向对象编程教程：22 类和对象的Python实现-异常和语法错误

全网最适合入门的面向对象编程教程：23 类和对象的Python实现-抛出异常

全网最适合入门的面向对象编程教程：24 类和对象的Python实现-异常的捕获与处理

全网最适合入门的面向对象编程教程：25 类和对象的Python实现-Python判断输入数据类型

全网最适合入门的面向对象编程教程：26 类和对象的Python实现-上下文管理器和with语句

全网最适合入门的面向对象编程教程：27 类和对象的Python实现-Python中异常层级与自定义异常类的实现

全网最适合入门的面向对象编程教程：28 类和对象的Python实现-Python编程原则、哲学和规范大汇总

全网最适合入门的面向对象编程教程：29 类和对象的Python实现-断言与防御性编程和help函数的使用

全网最适合入门的面向对象编程教程：30 Python的内置数据类型-object根类

全网最适合入门的面向对象编程教程：31 Python的内置数据类型-对象Object和类型Type

全网最适合入门的面向对象编程教程：32 Python的内置数据类型-类Class和实例Instance

全网最适合入门的面向对象编程教程：33 Python的内置数据类型-对象Object和类型Type的关系

全网最适合入门的面向对象编程教程：34 Python的内置数据类型-Python常用复合数据类型：元组和命名元组

全网最适合入门的面向对象编程教程：35 Python的内置数据类型-文档字符串和__doc__属性

全网最适合入门的面向对象编程教程：36 Python的内置数据类型-字典

全网最适合入门的面向对象编程教程：37 Python常用复合数据类型-列表和列表推导式

全网最适合入门的面向对象编程教程：38 Python常用复合数据类型-使用列表实现堆栈、队列和双端队列

全网最适合入门的面向对象编程教程：39 Python常用复合数据类型-集合

全网最适合入门的面向对象编程教程：40 Python常用复合数据类型-枚举和enum模块的使用

全网最适合入门的面向对象编程教程：41 Python常用复合数据类型-队列（FIFO、LIFO、优先级队列、双端队列和环形队列）

全网最适合入门的面向对象编程教程：42 Python常用复合数据类型-collections容器数据类型

全网最适合入门的面向对象编程教程：43 Python常用复合数据类型-扩展内置数据类型

全网最适合入门的面向对象编程教程：44 Python内置函数与魔法方法-重写内置类型的魔法方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：45 Python实现常见数据结构-链表、树、哈希表、图和堆

全网最适合入门的面向对象编程教程：46 Python函数方法与接口-函数与事件驱动框架

全网最适合入门的面向对象编程教程：47 Python函数方法与接口-回调函数Callback

全网最适合入门的面向对象编程教程：48 Python函数方法与接口-位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数

全网最适合入门的面向对象编程教程：49 Python函数方法与接口-函数与方法的区别和lamda匿名函数

全网最适合入门的面向对象编程教程：50 Python函数方法与接口-接口和抽象基类

全网最适合入门的面向对象编程教程：51 Python函数方法与接口-使用Zope实现接口

全网最适合入门的面向对象编程教程：52 Python函数方法与接口-Protocol协议与接口

全网最适合入门的面向对象编程教程：53 Python字符串与序列化-字符串与字符编码

全网最适合入门的面向对象编程教程：54 Python字符串与序列化-字符串格式化与format方法

全网最适合入门的面向对象编程教程：55 Python字符串与序列化-字节序列类型和可变字节字符串

全网最适合入门的面向对象编程教程：56 Python字符串与序列化-正则表达式和re模块应用

全网最适合入门的面向对象编程教程：57 Python字符串与序列化-序列化与反序列化

全网最适合入门的面向对象编程教程：58 Python字符串与序列化-序列化Web对象的定义与实现

全网最适合入门的面向对象编程教程：59 Python并行与并发-并行与并发和线程与进程

一文速通Python并行计算：00 并行计算的基本概念

一文速通Python并行计算：01 Python多线程编程-基本概念、切换流程、GIL锁机制和生产者与消费者模型

一文速通Python并行计算：02 Python多线程编程-threading模块、线程的创建和查询与守护线程

一文速通Python并行计算：03 Python多线程编程-多线程同步（上）—基于互斥锁、递归锁和信号量

一文速通Python并行计算：04 Python多线程编程-多线程同步（下）—基于条件变量、事件和屏障

文档获取：

可访问如下链接进行对文档下载：

https://github.com/leezisheng/Doc

该文档是一份关于 并行计算 和 Python 并发编程 的学习指南，内容涵盖了并行计算的基本概念、Python 多线程编程、多进程编程以及协程编程的核心知识点：

正文

1. 使用 threading.Timer 类

Timer 继承子 Thread 类，是 Thread 的子类，也是线程类，具有线程的能力和特征。这个类用来定义多久执行一个函数。它的实例是能够延迟执行目标函数的线程，在真正执行目标函数之前，都可以 cancel 它。

threading.Timer(interval, function, args=None, kwargs=None)

创建一个定时器，在经过 interval 秒的间隔事件后，将会用参数 args 和关键字参数 kwargs 调用 function。如果 args 为 None，则会使用一个空列表。如果 kwargs 为 None，则会使用一个空字典。

与线程一样，定时器也是通过调用其 Timer.start 方法来启动的。定时器可以通过调用 cancel() 方法来停止（在其动作开始之前）。定时器在执行其行动之前要等待的时间间隔可能与用户指定的时间间隔不完全相同。

以下为定时闹钟的示例代码:

import threading

def thread_Timer():

    print("该起床啦...5秒之后再次呼叫你起床...")

    _# 声明全局变量_

    global t1

    _# 创建并初始化线程_

    t1 = threading.Timer(5, thread_Timer)

    _# 启动线程_

    t1.start()

if __name__ == "__main__":

    _# 创建并初始化线程_

    t1 = threading.Timer(5, thread_Timer)

    _# 启动线程_

    t1.start()

在主线程创建了线程定时器，在 5 秒之后执行 thread_Timer 线程函数，而在 thread_Timer 函数结束的时候，又设置了定时器线程 thread_Timer，这就完成了一个递归的操作，间隔 5 秒重复定时任务！

注意，以上代码在 Python 3.12 版本中会出现莫名其妙错误，具体情况和解决方法可以看：https://github.com/python/cpython/issues/113964

2. 使用 sched 模块

sched 是 Python 标准库中的调度模块，适用于 一次性任务调度，基于 time.sleep 进行任务执行。

import sched

import time

# 创建调度器

scheduler = sched.scheduler(time.time, time.sleep)

def task():

    print(f"任务执行了！当前时间：{time.strftime('%X')}")

# 5 秒后执行 task

scheduler.enter(5, 1, task, ())

print("任务已安排，主线程继续运行...")

scheduler.run()  # 开始调度

以上代码中 scheduler.enter(5, 1, task, ()) 在 5 秒后运行 task 函数，scheduler.run() 启动调度器，会阻塞主线程直到任务执行完毕。

它适用于单次任务，但不支持周期性任务，同时不会创建新线程，任务执行时会阻塞主线程；调度精度受 time.sleep 限制，可能不太精准。

3. 使用 threading.Event 类

threading.Event 是一种线程同步机制，适用于周期性任务，可以在任务运行期间动态停止任务。

import threading

import time

def periodic_task(interval, stop_event):

    while not stop_event.is_set():  # 只要 stop_event 没有被设置，就一直循环

        print(f"执行周期性任务... 当前时间：{time.strftime('%X')}")

        stop_event.wait(interval)  # 等待指定时间间隔

# 创建停止事件

stop_event = threading.Event()

# 启动定时任务，每 5 秒执行一次

thread = threading.Thread(target=periodic_task, args=(5, stop_event))

thread.start()

# 运行一段时间后停止

time.sleep(20)

stop_event.set()  # 触发停止事件

thread.join()  # 等待线程结束

print("定时任务已停止。")

threading.Thread 启动一个独立的线程运行 periodic_task，不会阻塞主线程，stop_event.wait(interval) 控制间隔时间，并可以随时停止任务，stop_event.set() 终止任务，thread.join() 等待任务结束。

它适用于周期性任务，比 sched 更灵活，同时任务可以随时终止，避免 while True 死循环，并且不阻塞主线程，适合后台定时任务；但由于 threading 受 GIL（全局解释器锁）影响，不适用于 CPU 密集型任务。

4.使用 APScheduler 库

APScheduler 是一个功能强大的 Python 定时任务库，支持一次性任务、固定间隔任务、定时任务（Cron）等，适用于复杂的、需要精确调度的定时任务（如每天 8:00 运行），支持多种调度方式（间隔执行、特定时间执行、Cron 表达式）。

首先通过 pip 工具安装 APScheduler 库：

pip install apscheduler

以下是定时执行任务的例程：

from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler

import time

def job():

    print(f"定时任务执行了！当前时间：{time.strftime('%X')}")

scheduler = BackgroundScheduler()

scheduler.add_job(job, 'interval', seconds=5)  # 每 5 秒执行一次

scheduler.start()

try:

    while True:

        time.sleep(1)  # 主线程保持运行，否则任务会终止

except (KeyboardInterrupt, SystemExit):

    scheduler.shutdown()  # 关闭调度器

下面是在特定时间执行任务的例程：

from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler

import datetime

scheduler = BlockingScheduler()

def job():

    print("特定时间任务执行！")

# 在 2025-03-30 18:30:00 执行

run_time = datetime.datetime(2025, 3, 30, 18, 30, 0)

scheduler.add_job(job, 'date', run_date=run_time)

print("任务已安排...")

scheduler.start()  # 阻塞主线程