> **Источник:** https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html
>
> «Документация Python на русском» – неофициальный перевод официальной документации Python: версии от 2.6 до 3.16, полнотекстовый поиск, английский оригинал рядом с переводом. Эта Markdown-версия страницы предназначена для работы с LLM: вставьте её в ChatGPT, Claude или Cursor.

---

# 17.4. [`concurrent.futures`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#module-concurrent.futures) – Запуск параллельных задач

Новое в версии 3.2.

**Исходный код:** [Lib/concurrent/futures/thread.py](https://python-all.ru/src/3.4/Lib/concurrent/futures/thread.py) и [Lib/concurrent/futures/process.py](https://python-all.ru/src/3.4/Lib/concurrent/futures/process.py)

---

Модуль [`concurrent.futures`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#module-concurrent.futures) предоставляет высокоуровневый интерфейс для асинхронного выполнения вызываемых объектов.

Асинхронное выполнение может производиться с помощью потоков, используя [`ThreadPoolExecutor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.ThreadPoolExecutor), или отдельных процессов, используя [`ProcessPoolExecutor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.ProcessPoolExecutor). Оба реализуют один и тот же интерфейс, который определён абстрактным классом [`исполнитель`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor).

## 17.4.1. Объекты исполнителя

#### `class concurrent.futures.Executor`

Абстрактный класс, предоставляющий методы для асинхронного выполнения вызовов. Его не следует использовать напрямую, а через его конкретные подклассы.

> #### `submit(fn, *args, **kwargs)`
>
> Планирует выполнение вызываемого объекта *fn* в виде `fn(*args **kwargs)` и возвращает объект [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future), представляющий выполнение вызываемого объекта.
>
> ```python
> with ThreadPoolExecutor(max_workers=1) as executor:
>     future = executor.submit(pow, 323, 1235)
>     print(future.result())
> ```
>
> #### `map(func, *iterables, timeout=None)`
>
> Эквивалентно [`map(func, *iterables)`](https://python-all.ru/3.4/library/functions.html#map), за исключением того, что *func* выполняется асинхронно, и несколько вызовов *func* могут производиться одновременно. Возвращаемый итератор возбуждает исключение [`TimeoutError`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#TimeoutError), если [`__next__()`](https://python-all.ru/3.4/library/stdtypes.html#iterator.__next__) вызывается, а результат недоступен через *timeout* секунд после исходного вызова [`Executor.map()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor.map). *timeout* может быть int или float. Если *timeout* не указан или равен `None`, то время ожидания не ограничено. Если вызов возбуждает исключение, то это исключение будет возбуждено при получении его значения из итератора.
>
> #### `shutdown(wait=True)`
>
> Сообщает исполнителю, что он должен освободить все используемые ресурсы, когда завершится выполнение ожидающих future. Вызовы [`Executor.submit()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor.submit) и [`Executor.map()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor.map), сделанные после shutdown, возбудят [`RuntimeError`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#RuntimeError).
>
> Если *wait* равен `True`, этот метод не вернёт управление, пока не завершится выполнение всех ожидающих future и не будут освобождены ресурсы, связанные с исполнителем. Если *wait* равен `False`, метод вернёт управление немедленно, а ресурсы, связанные с исполнителем, будут освобождены, когда завершится выполнение всех ожидающих future. Независимо от значения *wait*, вся программа Python не завершится, пока не закончится выполнение всех ожидающих future.
>
> Можно избежать явного вызова этого метода, используя оператор [`with`](https://python-all.ru/3.4/reference/compound_stmts.html#with), который завершит работу [`исполнителя`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor) (с ожиданием, как если бы [`Executor.shutdown()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor.shutdown) был вызван с параметром *wait*, установленным в `True`):
>
> ```python
> import shutil
> with ThreadPoolExecutor(max_workers=4) as e:
>     e.submit(shutil.copy, 'src1.txt', 'dest1.txt')
>     e.submit(shutil.copy, 'src2.txt', 'dest2.txt')
>     e.submit(shutil.copy, 'src3.txt', 'dest3.txt')
>     e.submit(shutil.copy, 'src4.txt', 'dest4.txt')
> ```

## 17.4.2. ThreadPoolExecutor

[`ThreadPoolExecutor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.ThreadPoolExecutor) – это подкласс [`исполнителя`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor), который использует пул потоков для асинхронного выполнения вызовов.

Взаимные блокировки могут возникать, когда вызываемый объект, связанный с [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future), ожидает результаты другого [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future). Например:

```python
import time
def wait_on_b():
    time.sleep(5)
    print(b.result()) # b никогда не завершится, потому что он ожидает a.
    return 5

def wait_on_a():
    time.sleep(5)
    print(a.result()) # a никогда не завершится, потому что он ожидает b.
    return 6

executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=2)
a = executor.submit(wait_on_b)
b = executor.submit(wait_on_a)
```

И:

```python
def wait_on_future():
    f = executor.submit(pow, 5, 2)
    # Это никогда не завершится, потому что есть только один рабочий поток и
    # он выполняет эту функцию.
    print(f.result())

executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=1)
executor.submit(wait_on_future)
```

#### `class concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers)`

Подкласс [`исполнителя`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor), который использует пул из не более чем *max\_workers* потоков для асинхронного выполнения вызовов.

### 17.4.2.1. Пример ThreadPoolExecutor

```python
import concurrent.futures
import urllib.request

URLS = ['http://www.foxnews.com/',
        'http://www.cnn.com/',
        'http://europe.wsj.com/',
        'http://www.bbc.co.uk/',
        'http://some-made-up-domain.com/']

# Извлечь одну страницу и вывести URL и содержимое
def load_url(url, timeout):
    with urllib.request.urlopen(url, timeout=timeout) as conn:
        return conn.read()

# Можно использовать инструкцию with, чтобы гарантировать своевременную очистку потоков
with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=5) as executor:
    # Запустить операции загрузки и пометить каждый future его URL
    future_to_url = {executor.submit(load_url, url, 60): url for url in URLS}
    for future in concurrent.futures.as_completed(future_to_url):
        url = future_to_url[future]
        try:
            data = future.result()
        except Exception as exc:
            print('%r generated an exception: %s' % (url, exc))
        else:
            print('%r page is %d bytes' % (url, len(data)))
```

## 17.4.3. ProcessPoolExecutor

Класс [`ProcessPoolExecutor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.ProcessPoolExecutor) – это подкласс [`исполнителя`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor), который использует пул процессов для асинхронного выполнения вызовов. [`ProcessPoolExecutor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.ProcessPoolExecutor) использует модуль [`multiprocessing`](https://python-all.ru/3.4/library/multiprocessing.html#module-multiprocessing), что позволяет обойти [*глобальную блокировку интерпретатора*](https://python-all.ru/3.4/glossary.html#term-global-interpreter-lock), но также означает, что выполняться и возвращаться могут только сериализуемые объекты.

Модуль `__main__` должен быть импортируемым рабочими подпроцессами. Это означает, что [`ProcessPoolExecutor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.ProcessPoolExecutor) не будет работать в интерактивном интерпретаторе.

Вызов методов [`исполнителя`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor) или [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) из вызываемого объекта, переданного в [`ProcessPoolExecutor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.ProcessPoolExecutor), приведёт к взаимной блокировке.

#### `class concurrent.futures.ProcessPoolExecutor(max_workers=None)`

Подкласс [`исполнителя`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor), который выполняет вызовы асинхронно, используя пул из не более чем *max\_workers* процессов. Если *max\_workers* равен `None` или не указан, по умолчанию будет использовано количество процессоров на машине.

Изменено в версии 3.3: Когда один из рабочих процессов завершается аварийно, теперь возбуждается ошибка `BrokenProcessPool`. Ранее поведение было неопределённым, но операции с исполнителем или его future часто приводили к зависанию или взаимной блокировке.

### 17.4.3.1. Пример ProcessPoolExecutor

```python
import concurrent.futures
import math

PRIMES = [
    112272535095293,
    112582705942171,
    112272535095293,
    115280095190773,
    115797848077099,
    1099726899285419]

def is_prime(n):
    if n % 2 == 0:
        return False

    sqrt_n = int(math.floor(math.sqrt(n)))
    for i in range(3, sqrt_n + 1, 2):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

def main():
    with concurrent.futures.ProcessPoolExecutor() as executor:
        for number, prime in zip(PRIMES, executor.map(is_prime, PRIMES)):
            print('%d is prime: %s' % (number, prime))

if __name__ == '__main__':
    main()
```

## 17.4.4. Объекты Future

Класс [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) инкапсулирует асинхронное выполнение вызываемого объекта. Экземпляры [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) создаются с помощью [`Executor.submit()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor.submit).

#### `class concurrent.futures.Future`

Инкапсулирует асинхронное выполнение вызываемого объекта. Экземпляры [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) создаются с помощью [`Executor.submit()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor.submit) и не должны создаваться напрямую, за исключением тестирования.

> #### `cancel()`
>
> Пытается отменить вызов. Если вызов в данный момент выполняется и не может быть отменён, метод вернёт `False`; в противном случае вызов будет отменён, и метод вернёт `True`.
>
> #### `cancelled()`
>
> Возвращает `True`, если вызов был успешно отменён.
>
> #### `running()`
>
> Возвращает `True`, если вызов в данный момент выполняется и не может быть отменён.
>
> #### `done()`
>
> Возвращает `True`, если вызов был успешно отменён или завершил выполнение.
>
> #### `result(timeout=None)`
>
> Возвращает значение, возвращённое вызовом. Если вызов ещё не завершён, то этот метод будет ожидать до *timeout* секунд. Если вызов не завершится за *timeout* секунд, то будет вызвано [`TimeoutError`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#TimeoutError). *timeout* может быть int или float. Если *timeout* не указан или равен `None`, то время ожидания не ограничено.
>
> Если future будет отменён до завершения, то возникнет `CancelledError`.
>
> Если вызов вызвал исключение, этот метод возбудит то же самое исключение.
>
> #### `exception(timeout=None)`
>
> Возвращает исключение, вызванное вызовом. Если вызов ещё не завершён, то этот метод будет ожидать до *timeout* секунд. Если вызов не завершится за *timeout* секунд, то будет вызвано [`TimeoutError`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#TimeoutError). *timeout* может быть int или float. Если *timeout* не указан или равен `None`, то время ожидания не ограничено.
>
> Если future будет отменён до завершения, то возникнет `CancelledError`.
>
> Если вызов завершился без исключения, возвращается `None`.
>
> #### `add_done_callback(fn)`
>
> Прикрепляет вызываемый объект *fn* к future. *fn* будет вызван с future в качестве единственного аргумента, когда future отменён или завершит выполнение.
>
> Добавленные вызываемые объекты вызываются в порядке их добавления и всегда вызываются в потоке, принадлежащем процессу, который их добавил. Если вызываемый объект порождает подкласс [`Exception`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#Exception), это исключение будет залогировано и проигнорировано. Если вызываемый объект порождает подкласс [`BaseException`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#BaseException), поведение не определено.
>
> Если future уже завершён или отменён, *fn* будет вызван немедленно.

Следующие методы [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) предназначены для использования в модульных тестах и реализациях [`Executor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor).

> #### `set_running_or_notify_cancel()`
>
> Этот метод должен вызываться только реализациями [`Executor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor) перед выполнением работы, связанной с [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future), и модульными тестами.
>
> Если метод возвращает `False`, то [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) был отменён, т.е. [`Future.cancel()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future.cancel) был вызван и вернул *True*. Все потоки, ожидающие завершения [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) (например, через [`as_completed()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.as_completed) или [`wait()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.wait)), будут разбужены.
>
> Если метод возвращает `True`, то [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) не был отменён и переведён в состояние выполнения, т.е. вызовы [`Future.running()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future.running) будут возвращать *True*.
>
> Этот метод можно вызвать только один раз, и его нельзя вызывать после вызова [`Future.set_result()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future.set_result) или [`Future.set_exception()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future.set_exception).
>
> #### `set_result(result)`
>
> Устанавливает результат работы, связанной с [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future), в *result*.
>
> Этот метод должен использоваться только реализациями [`Executor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor) и модульными тестами.
>
> #### `set_exception(exception)`
>
> Устанавливает результат работы, связанной с [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future), в [`Exception`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#Exception) *исключение*.
>
> Этот метод должен использоваться только реализациями [`Executor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor) и модульными тестами.

## 17.4.5. Функции модуля

#### `concurrent.futures.wait(fs, timeout=None, return_when=ALL_COMPLETED)`

Ожидает завершения экземпляров [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) (возможно, созданных разными экземплярами [`Executor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor)), переданных в *fs*. Возвращает именованный кортеж из двух множеств. Первое множество с именем `done` содержит future, которые завершились (успешно или отменой) до окончания ожидания. Второе множество с именем `not_done` содержит незавершённые future.

*timeout* можно использовать для задания максимального времени ожидания в секундах перед возвратом. *timeout* может быть целым числом (int) или числом с плавающей точкой (float). Если *timeout* не указан или равен `None`, время ожидания не ограничено.

*return\_when* указывает, когда эта функция должна вернуть результат. Он должен быть одной из следующих констант:

| Константа | Описание |
| --- | --- |
| `FIRST_COMPLETED` | Функция вернёт результат, когда любой future завершится или будет отменён. |
| `FIRST_EXCEPTION` | Функция вернёт результат, когда любой future завершится возбуждением исключения. Если ни один future не возбудит исключение, это эквивалентно `ALL_COMPLETED`. |
| `ALL_COMPLETED` | Функция вернёт результат, когда все future завершатся или будут отменены. |

#### `concurrent.futures.as_completed(fs, timeout=None)`

Возвращает итератор по экземплярам [`Future`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Future) (возможно, созданным разными экземплярами [`Executor`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.Executor)), переданным в *fs*, который возвращает future по мере их завершения (успешно или отменой). Любые future, переданные в *fs*, которые дублируются, будут возвращены один раз. Любые future, завершившиеся до вызова [`as_completed()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.as_completed), будут возвращены первыми. Возвращаемый итератор возбуждает [`TimeoutError`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#TimeoutError), если вызван [`__next__()`](https://python-all.ru/3.4/library/stdtypes.html#iterator.__next__), а результат недоступен по прошествии *timeout* секунд с момента исходного вызова [`as_completed()`](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html#concurrent.futures.as_completed). *timeout* может быть int или float. Если *timeout* не указан или равен `None`, то время ожидания не ограничено.

> **См. также**
>
> **[**PEP 3148**](https://python-all.ru/3.4/library/concurrent.futures.html) – futures - execute computations asynchronously**
>
> Предложение, которое описывало эту возможность для включения в стандартную библиотеку Python.

## 17.4.6. Классы исключений

#### `exception concurrent.futures.process.BrokenProcessPool`

Производный от [`RuntimeError`](https://python-all.ru/3.4/library/exceptions.html#RuntimeError), этот класс исключения возникает, когда один из рабочих процессов `ProcessPoolExecutor` завершился некорректно (например, был убит извне).

Новое в версии 3.3.