threading用于提供线程相关的操作&＃xff0c;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&＃xff0c;线程也不能被停止、暂停、恢复、中断。
threading模块提供的类&＃xff1a;
Thread, Lock, Rlock, Condition, [Bounded]Semaphore, Event, Timer, local。
threading 模块提供的常用方法&＃xff1a;
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&＃xff0c;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&＃xff0c;与len(threading.enumerate())有相同的结果。
threading 模块提供的常量&＃xff1a;
threading.TIMEOUT_MAX 设置threading全局超时时间。
Thread是线程类&＃xff0c;有两种使用方法&＃xff0c;直接传入要运行的方法或从Thread继承并覆盖run()&＃xff1a;
# coding:utf-8
import threading
import time
#方法一&＃xff1a;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 &＃39;the arg is:%s\r&＃39; %argfor i in xrange(4):t &＃61;threading.Thread(target&＃61;action,args&＃61;(i,))t.start()print &＃39;main thread end!&＃39;#方法二&＃xff1a;从Thread继承&＃xff0c;并重写run()
class MyThread(threading.Thread):def __init__(self,arg):super(MyThread, self).__init__()#注意&＃xff1a;一定要显式的调用父类的初始化函数。self.arg&＃61;argdef run(self):#定义每个线程要运行的函数time.sleep(1)print &＃39;the arg is:%s\r&＃39; % self.argfor i in xrange(4):t &＃61;MyThread(i)t.start()print &＃39;main thread end!&＃39;
构造方法&＃xff1a;
Thread(group&＃61;None, target&＃61;None, name&＃61;None, args&＃61;(), kwargs&＃61;{})
group: 线程组&＃xff0c;目前还没有实现&＃xff0c;库引用中提示必须是None&＃xff1b;
target: 要执行的方法&＃xff1b;
name: 线程名&＃xff1b;
args/kwargs: 要传入方法的参数。
实例方法&＃xff1a;
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&＃xff0c;等待CPU调度
is/setDaemon(bool): 获取/设置是后台线程&＃xff08;默认前台线程&＃xff08;False&＃xff09;&＃xff09;。&＃xff08;在start之前设置&＃xff09;
如果是后台线程&＃xff0c;主线程执行过程中&＃xff0c;后台线程也在进行&＃xff0c;主线程执行完毕后&＃xff0c;后台线程不论成功与否&＃xff0c;主线程和后台线程均停止
如果是前台线程&＃xff0c;主线程执行过程中&＃xff0c;前台线程也在进行&＃xff0c;主线程执行完毕后&＃xff0c;等待前台线程也执行完成后&＃xff0c;程序停止
start(): 启动线程。
join([timeout]): 阻塞当前上下文环境的线程&＃xff0c;直到调用此方法的线程终止或到达指定的timeout&＃xff08;可选参数&＃xff09;。
使用例子一(未设置setDeamon)&＃xff1a;
# coding:utf-8
import threading
import timedef action(arg):time.sleep(1)print &＃39;sub thread start!the thread name is:%s\r&＃39; % threading.currentThread().getName()print &＃39;the arg is:%s\r&＃39; %argtime.sleep(1)for i in xrange(4):t &＃61;threading.Thread(target&＃61;action,args&＃61;(i,))t.start()print &＃39;main_thread end!&＃39;
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&＃xff0c;创建的4个“前台”线程&＃xff0c;主线程执行过程中&＃xff0c;前台线程也在进行&＃xff0c;主线程执行完毕后&＃xff0c;等待前台线程也执行完成后&＃xff0c;程序停止
验证了serDeamon(False)(默认)前台线程&＃xff0c;主线程执行过程中&＃xff0c;前台线程也在进行&＃xff0c;主线程执行完毕后&＃xff0c;等待前台线程也执行完成后&＃xff0c;主线程停止。
使用例子二&＃xff08;setDeamon&＃61;True&＃xff09;
# coding:utf-8
import threading
import timedef action(arg):time.sleep(1)print &＃39;sub thread start!the thread name is:%s\r&＃39; % threading.currentThread().getName()print &＃39;the arg is:%s\r&＃39; %argtime.sleep(1)for i in xrange(4):t &＃61;threading.Thread(target&＃61;action,args&＃61;(i,))t.setDaemon(True)#设置线程为后台线程
t.start()print &＃39;main_thread end!&＃39;
main_thread end!Process finished with exit code 0可以看出&＃xff0c;主线程执行完毕后&＃xff0c;后台线程不管是成功与否&＃xff0c;主线程均停止
验证了serDeamon(True)后台线程&＃xff0c;主线程执行过程中&＃xff0c;后台线程也在进行&＃xff0c;主线程执行完毕后&＃xff0c;后台线程不论成功与否&＃xff0c;主线程均停止。
使用例子三&＃xff08;设置join&＃xff09;
#coding:utf-8
import threading
import timedef action(arg):time.sleep(1)print &＃39;sub thread start!the thread name is:%s &＃39; % threading.currentThread().getName()print &＃39;the arg is:%s &＃39; %argtime.sleep(1)thread_list &＃61; [] #线程存放列表
for i in xrange(4):t &＃61;threading.Thread(target&＃61;action,args&＃61;(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&＃xff0c;主线程等待子线程全部执行完成后或者子线程超时后&＃xff0c;主线程才结束
验证了 join()阻塞当前上下文环境的线程&＃xff0c;直到调用此方法的线程终止或到达指定的timeout&＃xff0c;即使设置了setDeamon&＃xff08;True&＃xff09;主线程依然要等待子线程结束。
使用例子四&＃xff08;join不妥当的用法&＃xff0c;使多线程编程顺序执行&＃xff09;
#coding:utf-8
import threading
import timedef action(arg):time.sleep(1)print &＃39;sub thread start!the thread name is:%s &＃39; % threading.currentThread().getName()print &＃39;the arg is:%s &＃39; %argtime.sleep(1)for i in xrange(4):t &＃61;threading.Thread(target&＃61;action,args&＃61;(i,))t.setDaemon(True)t.start()t.join()print &＃39;main_thread end!&＃39;
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&＃xff0c;程序只能顺序执行&＃xff0c;每个线程都被上一个线程的join阻塞&＃xff0c;使得“多线程”失去了多线程意义。
由于线程之间随机调度&＃xff1a;某线程可能在执行n条后&＃xff0c;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&＃xff0c;我们使用锁。
Lock&＃xff08;指令锁&＃xff09;是可用的最低级的同步指令。Lock处于锁定状态时&＃xff0c;不被特定的线程拥有。Lock包含两种状态——锁定和非锁定&＃xff0c;以及两个基本的方法。
可以认为Lock有一个锁定池&＃xff0c;当线程请求锁定时&＃xff0c;将线程至于池中&＃xff0c;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&＃xff08;可重入锁&＃xff09;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&＃xff0c;处于锁定状态时&＃xff0c;RLock被某个线程拥有。拥有RLock的线程可以再次调用acquire()&＃xff0c;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&＃xff0c;每次成功调用 acquire()/release()&＃xff0c;计数器将&＃43;1/-1&＃xff0c;为0时锁处于未锁定状态。
简言之&＃xff1a;Lock属于全局&＃xff0c;Rlock属于线程。
构造方法&＃xff1a;
Lock()&＃xff0c;Rlock&＃xff08;&＃xff09;,推荐使用Rlock()
实例方法&＃xff1a;
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&＃xff0c;否则将抛出异常。
例子一&＃xff08;未使用锁&＃xff09;&＃xff1a;
#coding:utf-8
import threading
import timegl_num &＃61; 0def show(arg):global gl_numtime.sleep(1)gl_num &＃43;&＃61;1print gl_numfor i in range(10):t &＃61; threading.Thread(target&＃61;show, args&＃61;(i,))t.start()print &＃39;main thread stop&＃39;
运行结果
例子二&＃xff08;使用锁&＃xff09;:
# coding:utf-8import threading
import timegl_num &＃61; 0lock &＃61; threading.RLock()# 调用acquire([timeout])时&＃xff0c;线程将一直阻塞&＃xff0c;
# 直到获得锁定或者直到timeout秒后&＃xff08;timeout参数可选&＃xff09;。
# 返回是否获得锁。
def Func():lock.acquire()global gl_numgl_num &＃43;&＃61; 1time.sleep(1)print gl_numlock.release()for i in range(10):t &＃61; threading.Thread(target&＃61;Func)t.start()
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10Process finished with exit code 0
可以看出&＃xff0c;全局变量在在每次被调用时都要获得锁&＃xff0c;才能操作&＃xff0c;因此保证了共享数据的安全性
Lock对比Rlock
#coding:utf-8import threadinglock &＃61; threading.Lock() #Lock对象lock.acquire()lock.acquire() #产生了死锁。lock.release()lock.release()print lock.acquire()import threadingrLock &＃61; threading.RLock() #RLock对象rLock.acquire()rLock.acquire() #在同一线程内&＃xff0c;程序不会堵塞。rLock.release()rLock.release() |
Condition&＃xff08;条件变量&＃xff09;通常与一个锁关联。需要在多个Contidion中共享一个锁时&＃xff0c;可以传递一个Lock/RLock实例给构造方法&＃xff0c;否则它将自己生成一个RLock实例。
可以认为&＃xff0c;除了Lock带有的锁定池外&＃xff0c;Condition还包含一个等待池&＃xff0c;池中的线程处于等待阻塞状态&＃xff0c;直到另一个线程调用notify()/notifyAll()通知&＃xff1b;得到通知后线程进入锁定池等待锁定。
构造方法&＃xff1a;
Condition([lock/rlock])
实例方法&＃xff1a;
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&＃xff0c;并释放锁。使用前线程必须已获得锁定&＃xff0c;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&＃xff0c;收到通知的线程将自动调用acquire()尝试获得锁定&＃xff08;进入锁定池&＃xff09;&＃xff1b;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&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;否则将抛出异常。
例子一&＃xff1a;生产者消费者模型
# encoding: UTF-8
import threading
import time# 商品
product &＃61; None
# 条件变量
con &＃61; threading.Condition()# 生产者方法
def produce():global productif con.acquire():while True:if product is None:print &＃39;produce...&＃39;product &＃61; &＃39;anything&＃39;# 通知消费者&＃xff0c;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 &＃39;consume...&＃39;product &＃61; None# 通知生产者&＃xff0c;商品已经没了
con.notify()# 等待通知
con.wait()time.sleep(2)t1 &＃61; threading.Thread(target&＃61;produce)
t2 &＃61; threading.Thread(target&＃61;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&＃xff1a;生产者消费者模型
import threading
import timecondition &＃61; threading.Condition()
products &＃61; 0class Producer(threading.Thread):def run(self):global productswhile True:if condition.acquire():if products <10:products &＃43;&＃61; 1;print "Producer(%s):deliver one, now products:%s" %(self.name, products)condition.notify()#不释放锁定&＃xff0c;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 -&＃61; 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__ &＃61;&＃61; "__main__":for p in range(0, 2):p &＃61; Producer()p.start()for c in range(0, 3):c &＃61; Consumer()c.start()
例子三&＃xff1a;
import threadingalist &＃61; None
condition &＃61; threading.Condition()def doSet():if condition.acquire():while alist is None:condition.wait()for i in range(len(alist))[::-1]:alist[i] &＃61; 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 &＃61; [0 for i in range(10)]condition.notifyAll()condition.release()tset &＃61; threading.Thread(target&＃61;doSet,name&＃61;&＃39;tset&＃39;)
tprint &＃61; threading.Thread(target&＃61;doPrint,name&＃61;&＃39;tprint&＃39;)
tcreate &＃61; threading.Thread(target&＃61;doCreate,name&＃61;&＃39;tcreate&＃39;)
tset.start()
tprint.start()
tcreate.start()
Event&＃xff08;事件&＃xff09;是最简单的线程通信机制之一&＃xff1a;一个线程通知事件&＃xff0c;其他线程等待事件。Event内置了一个初始为False的标志&＃xff0c;当调用set()时设为True&＃xff0c;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&＃xff0c;无法使线程进入同步阻塞状态。
构造方法&＃xff1a;
Event()
实例方法&＃xff1a;
isSet(): 当内置标志为True时返回True。
set(): 将标志设为True&＃xff0c;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&＃xff0c;否则阻塞线程至等待阻塞状态&＃xff0c;等待其他线程调用set()。
例子一
# encoding: UTF-8
import threading
import timeevent &＃61; threading.Event()def func():# 等待事件&＃xff0c;进入等待阻塞状态print &＃39;%s wait for event...&＃39; % threading.currentThread().getName()event.wait()# 收到事件后进入运行状态print &＃39;%s recv event.&＃39; % threading.currentThread().getName()t1 &＃61; threading.Thread(target&＃61;func)
t2 &＃61; threading.Thread(target&＃61;func)
t1.start()
t2.start()time.sleep(2)# 发送事件通知
print &＃39;MainThread set event.&＃39;
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&＃xff08;定时器&＃xff09;是Thread的派生类&＃xff0c;用于在指定时间后调用一个方法。
构造方法&＃xff1a;
Timer(interval, function, args&＃61;[], kwargs&＃61;{})
interval: 指定的时间
function: 要执行的方法
args/kwargs: 方法的参数
实例方法&＃xff1a;
Timer从Thread派生&＃xff0c;没有增加实例方法。
例子一&＃xff1a;
# encoding: UTF-8
import threadingdef func():print &＃39;hello timer!&＃39;timer &＃61; threading.Timer(5, func)
timer.start()
线程延迟5秒后执行。
local是一个小写字母开头的类&＃xff0c;用于管理 thread-local&＃xff08;线程局部的&＃xff09;数据。对于同一个local&＃xff0c;线程无法访问其他线程设置的属性&＃xff1b;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&＃xff0c;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 &＃61; threading.local()
local.tname &＃61; &＃39;main&＃39;def func():local.tname &＃61; &＃39;notmain&＃39;print local.tnamet1 &＃61; threading.Thread(target&＃61;func)
t1.start()
t1.join()print local.tname
notmain
main
参考文章链接&＃xff1a;
http://www.cnblogs.com/huxi/archive/2010/06/26/1765808.html
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040827.html
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