python--thread多线程总结
原文:http://www.cnblogs.com/tkqasn/p/5700281.html
thread用于提供线程相关的操作,线程是应用程序中工作的最小单元。python当前版本的多线程库没有实现优先级、线程组,线程也不能被停止、暂停、恢复、中断。
threading模块提供的类:
Thread, Lock, Rlock, Condition, [Bounded]Semaphore, Event, Timer, local。
threading 模块提供的常用方法:
threading.currentThread(): 返回当前的线程变量。
threading.enumerate(): 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前,不包括启动前和终止后的线程。
threading.activeCount(): 返回正在运行的线程数量,与len(threading.enumerate())有相同的结果。
threading 模块提供的常量:
threading.TIMEOUT_MAX 设置threading全局超时时间。
Thread类
Thread是线程类,有两种使用方法,直接传入要运行的方法或从Thread继承并覆盖run():
# coding:utf-8 import threading import time #方法一:将要执行的方法作为参数传给Thread的构造方法 def action(arg):time.sleep(1)print 'the arg is:%s\r' %argfor i in xrange(4):t =threading.Thread(target=action,args=(i,))t.start()print 'main thread end!'#方法二:从Thread继承,并重写run() class MyThread(threading.Thread):def __init__(self,arg):super(MyThread, self).__init__()#注意:一定要显式的调用父类的初始化函数。self.arg=argdef run(self):#定义每个线程要运行的函数time.sleep(1)print 'the arg is:%s\r' % self.argfor i in xrange(4):t =MyThread(i)t.start()print 'main thread end!'
构造方法:
Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})
group: 线程组,目前还没有实现,库引用中提示必须是None;
target: 要执行的方法;
name: 线程名;
args/kwargs: 要传入方法的参数。
实例方法:
isAlive(): 返回线程是否在运行。正在运行指启动后、终止前。
get/setName(name): 获取/设置线程名。
start(): 线程准备就绪,等待CPU调度
is/setDaemon(bool): 获取/设置是后台线程(默认前台线程(False))。(在start之前设置)
如果是后台线程,主线程执行过程中,后台线程也在进行,主线程执行完毕后,后台线程不论成功与否,主线程和后台线程均停止
如果是前台线程,主线程执行过程中,前台线程也在进行,主线程执行完毕后,等待前台线程也执行完成后,程序停止
start(): 启动线程。
join([timeout]): 阻塞当前上下文环境的线程,直到调用此方法的线程终止或到达指定的timeout(可选参数)。
使用例子一(未设置setDeamon):
# coding:utf-8 import threading import timedef action(arg):time.sleep(1)print 'sub thread start!the thread name is:%s\r' % threading.currentThread().getName()print 'the arg is:%s\r' %argtime.sleep(1)for i in xrange(4):t =threading.Thread(target=action,args=(i,))t.start()print 'main_thread end!'
main_thread end! sub thread start!the thread name is:Thread-2 the arg is:1 the arg is:0 sub thread start!the thread name is:Thread-4 the arg is:2 the arg is:3 Process finished with exit code 0 可以看出,创建的4个“前台”线程,主线程执行过程中,前台线程也在进行,主线程执行完毕后,等待前台线程也执行完成后,程序停止
验证了serDeamon(False)(默认)前台线程,主线程执行过程中,前台线程也在进行,主线程执行完毕后,等待前台线程也执行完成后,主线程停止。
使用例子二(setDeamon=True)
# coding:utf-8 import threading import timedef action(arg):time.sleep(1)print 'sub thread start!the thread name is:%s\r' % threading.currentThread().getName()print 'the arg is:%s\r' %argtime.sleep(1)for i in xrange(4):t =threading.Thread(target=action,args=(i,))t.setDaemon(True)#设置线程为后台线程 t.start()print 'main_thread end!'
main_thread end!Process finished with exit code 0可以看出,主线程执行完毕后,后台线程不管是成功与否,主线程均停止
验证了serDeamon(True)后台线程,主线程执行过程中,后台线程也在进行,主线程执行完毕后,后台线程不论成功与否,主线程均停止。
使用例子三(设置join)
#coding:utf-8 import threading import timedef action(arg):time.sleep(1)print 'sub thread start!the thread name is:%s ' % threading.currentThread().getName()print 'the arg is:%s ' %argtime.sleep(1)thread_list = [] #线程存放列表 for i in xrange(4):t =threading.Thread(target=action,args=(i,))t.setDaemon(True)thread_list.append(t)for t in thread_list:t.start()for t in thread_list:t.join()
sub thread start!the thread name is:Thread-2 the arg is:1 sub thread start!the thread name is:Thread-3 the arg is:2 sub thread start!the thread name is:Thread-1 the arg is:0 sub thread start!the thread name is:Thread-4 the arg is:3 main_thread end!Process finished with exit code 0设置join之后,主线程等待子线程全部执行完成后或者子线程超时后,主线程才结束
验证了 join()阻塞当前上下文环境的线程,直到调用此方法的线程终止或到达指定的timeout,即使设置了setDeamon(True)主线程依然要等待子线程结束。
使用例子四(join不妥当的用法,使多线程编程顺序执行)
#coding:utf-8 import threading import timedef action(arg):time.sleep(1)print 'sub thread start!the thread name is:%s ' % threading.currentThread().getName()print 'the arg is:%s ' %argtime.sleep(1)for i in xrange(4):t =threading.Thread(target=action,args=(i,))t.setDaemon(True)t.start()t.join()print 'main_thread end!'
sub thread start!the thread name is:Thread-1 the arg is:0 sub thread start!the thread name is:Thread-2 the arg is:1 sub thread start!the thread name is:Thread-3 the arg is:2 sub thread start!the thread name is:Thread-4 the arg is:3 main_thread end!Process finished with exit code 0 可以看出此时,程序只能顺序执行,每个线程都被上一个线程的join阻塞,使得“多线程”失去了多线程意义。
Lock、Rlock类
由于线程之间随机调度:某线程可能在执行n条后,CPU接着执行其他线程。为了多个线程同时操作一个内存中的资源时不产生混乱,我们使用锁。
Lock(指令锁)是可用的最低级的同步指令。Lock处于锁定状态时,不被特定的线程拥有。Lock包含两种状态——锁定和非锁定,以及两个基本的方法。
可以认为Lock有一个锁定池,当线程请求锁定时,将线程至于池中,直到获得锁定后出池。池中的线程处于状态图中的同步阻塞状态。
RLock(可重入锁)是一个可以被同一个线程请求多次的同步指令。RLock使用了“拥有的线程”和“递归等级”的概念,处于锁定状态时,RLock被某个线程拥有。拥有RLock的线程可以再次调用acquire(),释放锁时需要调用release()相同次数。
可以认为RLock包含一个锁定池和一个初始值为0的计数器,每次成功调用 acquire()/release(),计数器将+1/-1,为0时锁处于未锁定状态。
简言之:Lock属于全局,Rlock属于线程。
构造方法:
Lock(),Rlock(),推荐使用Rlock()
实例方法:
acquire([timeout]): 尝试获得锁定。使线程进入同步阻塞状态。
release(): 释放锁。使用前线程必须已获得锁定,否则将抛出异常。
例子一(未使用锁):
#coding:utf-8 import threading import timegl_num = 0def show(arg):global gl_numtime.sleep(1)gl_num +=1print gl_numfor i in range(10):t = threading.Thread(target=show, args=(i,))t.start()print 'main thread stop'
main thread stop 123 4 5689910Process finished with exit code 0多次运行可能产生混乱。这种场景就是适合使用锁的场景。
例子二(使用锁):
# coding:utf-8import threading import timegl_num = 0lock = threading.RLock()# 调用acquire([timeout])时,线程将一直阻塞, # 直到获得锁定或者直到timeout秒后(timeout参数可选)。 # 返回是否获得锁。 def Func():lock.acquire()global gl_numgl_num += 1time.sleep(1)print gl_numlock.release()for i in range(10):t = threading.Thread(target=Func)t.start()
Lock对比Rlock
#coding:utf-8
import threading
lock = threading.Lock() #Lock对象
lock.acquire()
lock.acquire() #产生了死锁。
lock.release()
lock.release()
print lock.acquire()
import threading
rLock = threading.RLock() #RLock对象
rLock.acquire()
rLock.acquire() #在同一线程内,程序不会堵塞。
rLock.release()
rLock.release()
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Condition类
Condition(条件变量)通常与一个锁关联。需要在多个Contidion中共享一个锁时,可以传递一个Lock/RLock实例给构造方法,否则它将自己生成一个RLock实例。
可以认为,除了Lock带有的锁定池外,Condition还包含一个等待池,池中的线程处于等待阻塞状态,直到另一个线程调用notify()/notifyAll()通知;得到通知后线程进入锁定池等待锁定。
构造方法:
Condition([lock/rlock])
实例方法:
acquire([timeout])/release(): 调用关联的锁的相应方法。
wait([timeout]): 调用这个方法将使线程进入Condition的等待池等待通知,并释放锁。使用前线程必须已获得锁定,否则将抛出异常。
notify(): 调用这个方法将从等待池挑选一个线程并通知,收到通知的线程将自动调用acquire()尝试获得锁定(进入锁定池);其他线程仍然在等待池中。调用这个方法不会释放锁定。使用前线程必须已获得锁定,否则将抛出异常。
notifyAll(): 调用这个方法将通知等待池中所有的线程,这些线程都将进入锁定池尝试获得锁定。调用这个方法不会释放锁定。使用前线程必须已获得锁定,否则将抛出异常。
例子一:生产者消费者模型
# encoding: UTF-8 import threading import time# 商品 product = None # 条件变量 con = threading.Condition()# 生产者方法 def produce():global productif con.acquire():while True:if product is None:print 'produce...'product = 'anything'# 通知消费者,商品已经生产 con.notify()# 等待通知 con.wait()time.sleep(2)# 消费者方法 def consume():global productif con.acquire():while True:if product is not None:print 'consume...'product = None# 通知生产者,商品已经没了 con.notify()# 等待通知 con.wait()time.sleep(2)t1 = threading.Thread(target=produce) t2 = threading.Thread(target=consume) t2.start() t1.start()
produce... consume... produce... consume... produce... consume... produce... consume... produce... consume...Process finished with exit code -1 程序不断循环运行下去。重复生产消费过程。
例子二:生产者消费者模型
import threading import timecondition = threading.Condition() products = 0class Producer(threading.Thread):def run(self):global productswhile True:if condition.acquire():if products < 10:products += 1;print "Producer(%s):deliver one, now products:%s" %(self.name, products)condition.notify()#不释放锁定,因此需要下面一句 condition.release()else:print "Producer(%s):already 10, stop deliver, now products:%s" %(self.name, products)condition.wait();#自动释放锁定time.sleep(2)class Consumer(threading.Thread):def run(self):global productswhile True:if condition.acquire():if products > 1:products -= 1print "Consumer(%s):consume one, now products:%s" %(self.name, products)condition.notify()condition.release()else:print "Consumer(%s):only 1, stop consume, products:%s" %(self.name, products)condition.wait();time.sleep(2)if __name__ == "__main__":for p in range(0, 2):p = Producer()p.start()for c in range(0, 3):c = Consumer()c.start()
例子三:
import threadingalist = None condition = threading.Condition()def doSet():if condition.acquire():while alist is None:condition.wait()for i in range(len(alist))[::-1]:alist[i] = 1condition.release()def doPrint():if condition.acquire():while alist is None:condition.wait()for i in alist:print i,printcondition.release()def doCreate():global alistif condition.acquire():if alist is None:alist = [0 for i in range(10)]condition.notifyAll()condition.release()tset = threading.Thread(target=doSet,name='tset') tprint = threading.Thread(target=doPrint,name='tprint') tcreate = threading.Thread(target=doCreate,name='tcreate') tset.start() tprint.start() tcreate.start()
Event类
Event(事件)是最简单的线程通信机制之一:一个线程通知事件,其他线程等待事件。Event内置了一个初始为False的标志,当调用set()时设为True,调用clear()时重置为 False。wait()将阻塞线程至等待阻塞状态。
Event其实就是一个简化版的 Condition。Event没有锁,无法使线程进入同步阻塞状态。
构造方法:
Event()
实例方法:
isSet(): 当内置标志为True时返回True。
set(): 将标志设为True,并通知所有处于等待阻塞状态的线程恢复运行状态。
clear(): 将标志设为False。
wait([timeout]): 如果标志为True将立即返回,否则阻塞线程至等待阻塞状态,等待其他线程调用set()。
例子一
# encoding: UTF-8 import threading import timeevent = threading.Event()def func():# 等待事件,进入等待阻塞状态print '%s wait for event...' % threading.currentThread().getName()event.wait()# 收到事件后进入运行状态print '%s recv event.' % threading.currentThread().getName()t1 = threading.Thread(target=func) t2 = threading.Thread(target=func) t1.start() t2.start()time.sleep(2)# 发送事件通知 print 'MainThread set event.' event.set()
Thread-1 wait for event... Thread-2 wait for event...#2秒后。。。 MainThread set event. Thread-1 recv event.Thread-2 recv event.Process finished with exit code 0
timer类
Timer(定时器)是Thread的派生类,用于在指定时间后调用一个方法。
构造方法:
Timer(interval, function, args=[], kwargs={})
interval: 指定的时间
function: 要执行的方法
args/kwargs: 方法的参数
实例方法:
Timer从Thread派生,没有增加实例方法。
例子一:
线程延迟5秒后执行。
local类
local是一个小写字母开头的类,用于管理 thread-local(线程局部的)数据。对于同一个local,线程无法访问其他线程设置的属性;线程设置的属性不会被其他线程设置的同名属性替换。
可以把local看成是一个“线程-属性字典”的字典,local封装了从自身使用线程作为 key检索对应的属性字典、再使用属性名作为key检索属性值的细节。
# encoding: UTF-8 import threadinglocal = threading.local() local.tname = 'main'def func():local.tname = 'notmain'print local.tnamet1 = threading.Thread(target=func) t1.start() t1.join()print local.tname
notmain main
参考文章链接:
http://www.cnblogs.com/huxi/archive/2010/06/26/1765808.html
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040827.html
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