本文是学习《Python核心编程》的学习笔记，介绍了Python中的全局解释器锁和常用的两个线程模块：thread, threading，并对比他们的优缺点和给出简单的列子。

全局解释器锁(GIL)

Python代码的执行都是有Python虚拟机进行控制的。当初设计Python的时候，考虑在主循环中只能有一个控制线程在执行，就像单核CPU进行多线程编程一样。

怎么做到这样控制的呢？就是这里的GIL来控制的，这个锁用来保证同时只有一个线程在运行。

执行方式：

这几个细节知识点：

当调用外部代码(C/C++扩展的内置函数)时， GIL会保持锁定，知道函数执行结束

对于面向I/O的Python例程，GIL会在I/O调用前被释放，从而允许其他线程在I/O执行期间运行

如果是针对计算密集型的操作代码，该线程整个时间片内更倾向于始终占有处理器和GIL。

所以，针对Python虚拟机单线程(GIL)的设计原因，只有线程在执行I/O密集型的应用，才能更好的发挥Python的并发性。

对比thread,threading

Python多个模块可以进行多线程编程，包括：thread,threading等。他们都可以用来创建和管理线程。

thread模块提供了基本的线程和锁定支持，而threading模块提供了更高级别，功能更全面的线程管理。

推荐使用更高级别的threading模块，下面是一个简单的对比：

特征要素

thread

threading

功能全面性

基本(偏底层)

全面，高级

守护进程

不支持

支持

线程同步原语

仅1个(Lock)

很多(Lock,Semaphore,Barrier...)

守护进程讲解

守护进程一般是一个等待客户端请求服务的服务器。如果没有客户端请求，守护进程一般是空闲的。一般把一个线程设置成守护进程，就表示这个线程是不重要的。所以进程退出时是不需要等待这个守护线程完成的。

但是原先的thread 模块是不区分守护或者非守护进程的，也就是说当主线程退出的时候，所有子线程都将终止，而不管他们是否仍在工作。如果你不想这种情况发生，那么就可以采用threading模块。整个Python程序(一般为主线程)将在所有非守护进程退出是才会退出。

设置守护进程，在线程启动之前设置：thread.daemon = True

多线程实践

threading实例

方式1：创建一个thread实例，传递它一个函数

import threading

from time import sleep, ctime

sleep_times = [4, 2]

def loop(threadNo, sleep_time):

print('Start loop', threadNo, 'at:', ctime())

sleep(sleep_time) #Sleep一段时间

print('loop', threadNo, 'done at:', ctime())

def main():

print('starting at:', ctime())

threads = []

threadIds = range(len(sleep_times))

for i in threadIds:

thread = threading.Thread(target=loop, args=(i,sleep_times[i]))

threads.append(thread)

for t in threads:

# 依次启动线程

t.start()

for t in threads:

# 等待所有线程完成

t.join() #将等待线程结束

print('all Done at :', ctime())

if __name__ == '__main__':

main()

方式2：派生Thread的子类，并创建子类的实例

import threading

from time import sleep, ctime

sleep_times = [4, 2]

class MyThread(threading.Thread):

def __init__(self, func, args, name=''):

threading.Thread.__init__(self)

self.func = func

self.name = name

self.args = args

def run(self):

self.func(*self.args)

def loop(threadNo, sleep_time):

print('Start loop', threadNo, 'at:', ctime())

sleep(sleep_time) # Sleep一段时间

print('loop', threadNo, 'done at:', ctime())

def main():

print('starting at:', ctime())

threads = [] # 用于存储所有线程实例的列表

threadIds = range(len(sleep_times))

for i in threadIds:

# 创建线程实例

thread = MyThread(loop, (i, sleep_times[i]))

threads.append(thread)

for t in threads:

# 依次启动线程

t.start()

for t in threads:

# 等待所有线程完成

t.join() # 将等待线程结束

print('all Done at :', ctime())

if __name__ == '__main__':

main()

thread实例

由于本人使用的python3.6,这个thread已经变成_thread

import _thread

from time import sleep, ctime

sleep_times = [4, 2]

def loop(threadNo, sleep_time, lock):

print('Start loop', threadNo, 'at:', ctime())

sleep(sleep_time) #Sleep一段时间

print('loop', threadNo, 'done at:', ctime())

lock.release() #释放锁

def main():

print('starting at:', ctime())

locks = []

threadIds = range(len(sleep_times))

for i in threadIds:

#通过调用_thread.allocate_lock获得锁对象

lock = _thread.allocate_lock()

#通过acquire()方法取得锁

lock.acquire()

locks.append(lock)

for i in threadIds:

# 依次启动线程

_thread.start_new_thread(loop, (i, sleep_times[i], locks[i]))

for i in threadIds:

# 如果当前的锁Lock没有释放的话，一直循环等待

while locks[i].locked():

pass

print('all Done at :', ctime())

if __name__ == '__main__':

main()