python中的多线程【转】

王朝学院·作者佚名  2016-08-27
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转载自: http://c4fun.cn/blog/2014/05/06/python-threading/

python中关于多线程的操作可以使用thread和threading模块来实现,其中thread模块在Py3中已经改名为_thread,不再推荐使用。而threading模块是在thread之上进行了封装,也是推荐使用的多线程模块,本文主要基于threading模块进行介绍。在某些版本中thread模块可能不存在,要使用dump_threading来代替threading模块。

线程创建threading模块中每个线程都是一个Thread对象,创建一个线程有两种方式,一种是将函数传递到Thread对象中执行,另一种是从Thread继承,然后重写run方法(是不是跟java很像)。

下面使用这两种方法分别创建一个线程并同时执行

1importrandom, threading2defthreadFunction():3foriinrange(10):4PRint'ThreadFuction - %d'%i5time.sleep(random.randrange(0,2))678classThreadClass(threading.Thread):9def__init__(self):10threading.Thread.__init__(self);1112defrun(self):13foriinrange(10):14print'ThreadClass - %d'%i15time.sleep(random.randrange(0,2))1617if__name__=='__main__':18tFunc = threading.Thread(target =threadFunction);19tCls =ThreadClass()20tFunc.start()21tCls.start()

执行结果如下,可以看到两个线程在交替打印。至于空行和一行多个输出,是因为Py的print并不是线程安全的,在当前线程的print打印了部分内容后,准备打印换行之前,被别的线程中的print抢先,在换行之前打印了其它的内容。

ThreadFuction -0

ThreadFuction- 1ThreadFuction- 2ThreadClass-0

ThreadFuction- 3ThreadClass- 1ThreadFuction- 4ThreadClass- 2ThreadClass- 3ThreadClass- 4ThreadFuction - 5ThreadClass- 5ThreadClass- 6ThreadClass- 7ThreadClass- 8ThreadFuction- 6ThreadClass - 9ThreadFuction- 7ThreadFuction- 8ThreadFuction- 9

Thread类的构造函数定义如下

classthreading.Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})

group: 留作ThreadGroup扩展使用,一般没什么用

target:新线程的任务函数名

name: 线程名,一般也没什么用

args: tuple参数

kwargs:dictionary参数

Thread类的成员变量和函数如下

start() 启动一个线程

run() 线程执行体,也是一般要重写的内容

join([timeout]) 等待线程结束

name 线程名

ident 线程ID

daemon 是否守护线程

isAlive()、is_alive() 线程是否存活

getName()、setName() Name的get&set方法

isDaemon()、setDaemon() daemon的get&set方法

这里的守护线程与linux中的守护进程并不是一个概念。这里是指当所有守护线程退出后主程序才会退出,否则即使线程任务没有结束,只要不是守护线程,都会跟着主程序一起退出。而Linux中的守护进程定义正好相反,守护进程已经脱离父进程,不会随着父进程的结束而退出。

线程同步线程同步是多线程中的一个核心问题,threading模块对线程同步有着良好的支持、包括线程特定数据、信号量、互斥锁、条件变量等。

线程特定数据简而言之,线程特定数据就是线程独自持有的全局变量,相互之间的修改不会造成影响。

threading模块中使用local()方法生成一个线程独立对象,举例如下,其中sleep(1)是为了保证让子线程先运行完再运行接下来的语句。

1data =threading.local()2defthreadFunction():3globaldata4data.x = 35printthreading.currentThread(), data.x67if__name__=='__main__':8data.x = 19tFunc = threading.Thread(target =threadFunction).start();10time.sleep(1)11printthreading.current_thread(), data.x

<Thread(Thread-1, started 36208)> 3

<_MainThread(MainThread, started 35888)> 1

输出如上,可以看到,Thread-1中对data.x的修改并没有影响到主线程中data.x的值。

互斥锁threading中定义了两种锁:threading.Lock和threading.RLock。两者的不同在于后者是可重入锁,也就是说在一个线程内重复LOCK同一个锁不会发生死锁,这与POSIX中的PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE也就是可递归锁的概念是相同的。

关于互斥锁的API很简单,只有三个函数————分配锁,上锁,解锁。

threading.Lock() 分配一个互斥锁

acquire([blocking=1]) 上锁(阻塞或者非阻塞,非阻塞时相当于try_lock,通过返回False表示已经被其它线程锁住。)

release() 解锁

下面通过一个例子来说明互斥锁的使用。在之前的例子中,多线程print会造成混乱的输出,这里使用一个互斥锁,来保证每行一定只有一个输出。

1defthreadFunction(arg):2whileTrue:3lock.acquire()4print'ThreadFuction - %d'%arg5lock.release()67if__name__=='__main__':8lock =threading.Lock()9threading.Thread(target = threadFunction, args=(1,)).start();10threading.Thread(target = threadFunction, args=(2,)).start();

条件变量条件变量总是与互斥锁一起使用的,threading中的条件变量默认绑定了一个RLock,也可以在初始化条件变量的时候传进去一个自己定义的锁。

可用的函数如下

threading.Condition([lock]) 分配一个条件变量

acquire(*args) 条件变量上锁

release() 条件变量解锁

wait([timeout]) 等待唤醒,timeout表示超时

notify(n=1) 唤醒最大n个等待的线程

notifyAll()、notify_all() 唤醒所有等待的线程

下面这个例子使用条件变量来控制两个线程交替运行

1num =02defthreadFunction(arg):3globalnum4whilenum < 10:5cond.acquire()6whilenum % 2 !=arg:7cond.wait()8print'Thread %d - %d'%(arg, num)9num += 110cond.notify()11cond.release()1213if__name__=='__main__':14cond =threading.Condition()15threading.Thread(target = threadFunction, args=(0,)).start();16threading.Thread(target = threadFunction, args=(1,)).start();

输出如下

Thread 0 -0

Thread1 - 1Thread 0- 2Thread1 - 3Thread 0- 4Thread1 - 5Thread 0- 6Thread1 - 7Thread 0- 8Thread1 - 9Thread 0- 10

其实上面这个程序是有问题的,我们想打印的是0~9,但实际上10也被打印了出来,原因很简单,因为两个线程交替打印,使得num在一个线程中可能加2,从而导致10被打印出来,所以必须在打印前再次check。

 
 
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