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python3多线程threading_python--threading多线程总结

threading.thread(action, **('target',))

threading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

importthreadingimporttime#方法一:将要执行的方法作为参数传给Thread的构造方法

defaction(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()

classMyThread(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!'

创建线程的两种方法

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

importthreadingimporttimedefaction(arg):

time.sleep(1)print 'sub thread start!the thread name is:%s\r' %threading.currentThread().getName()print 'the arg is:%s\r' %arg

time.sleep(1)for i in xrange(4):

t=threading.Thread(target=action,args=(i,))

t.start()print 'main_thread end!'

setDeamon=Flase

main_thread end!

sub thread start!the thread nameis:Thread-2the argis:1the argis:0

sub thread start!the thread nameis:Thread-4the argis:2the argis:3Process 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

运行结果

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

importthreadingimporttimedefaction(arg):

time.sleep(1)print 'sub thread start!the thread name is:%s\r' %threading.currentThread().getName()print 'the arg is:%s\r' %arg

time.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!'

setDeamon(True)

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

运行结果

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

importthreadingimporttimedefaction(arg):

time.sleep(1)print 'sub thread start!the thread name is:%s' %threading.currentThread().getName()print 'the arg is:%s' %arg

time.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 inthread_list:

t.start()for t inthread_list:

t.join()

join用法

sub thread start!the thread name is:Thread-2the argis:1sub thread start!the thread nameis:Thread-3the argis:2sub thread start!the thread nameis:Thread-1the argis:0

sub thread start!the thread nameis:Thread-4the argis:3main_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

运行结果

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

importthreadingimporttimedefaction(arg):

time.sleep(1)print 'sub thread start!the thread name is:%s' %threading.currentThread().getName()print 'the arg is:%s' %arg

time.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!'

join不妥当用法

sub thread start!the thread name is:Thread-1the argis:0

sub thread start!the thread nameis:Thread-2the argis:1sub thread start!the thread nameis:Thread-3the argis:2sub thread start!the thread nameis:Thread-4the argis:3main_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。

运行结果

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

importthreadingimporttime

gl_num=0defshow(arg):globalgl_num

time.sleep(1)

gl_num+=1

printgl_numfor i in range(10):

t= threading.Thread(target=show, args=(i,))

t.start()print 'main thread stop'

未使用锁

main thread stop12

3

4

568

9

910Process 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。

运行结果

例子二(使用锁):

#coding:utf-8

importthreadingimporttime

gl_num=0

lock=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。

defFunc():

lock.acquire()globalgl_num

gl_num+= 1time.sleep(1)printgl_num

lock.release()for i in range(10):

t= threading.Thread(target=Func)

t.start()

使用Lock

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10Process finished with exit code 0

可以看出,全局变量在在每次被调用时都要获得锁,才能操作,因此保证了共享数据的安全性

运行结果

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()

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

importthreadingimporttime#商品

product =None#条件变量

con =threading.Condition()#生产者方法

defproduce():globalproductifcon.acquire():whileTrue:if product isNone: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

defconsume():globalproductifcon.acquire():whileTrue:if product is notNone: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()

生产者消费者模型

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。

运行结果

例子二:生产者消费者模型

importthreadingimporttime

condition=threading.Condition()

products=0classProducer(threading.Thread):defrun(self):globalproductswhileTrue:ifcondition.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)classConsumer(threading.Thread):defrun(self):globalproductswhileTrue:ifcondition.acquire():if products > 1:

products-= 1

print "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()

生产者消费者模型

例子三:

importthreading

alist=None

condition=threading.Condition()defdoSet():ifcondition.acquire():while alist isNone:

condition.wait()for i in range(len(alist))[::-1]:

alist[i]= 1condition.release()defdoPrint():ifcondition.acquire():while alist isNone:

condition.wait()for i inalist:printi,printcondition.release()defdoCreate():globalalistifcondition.acquire():if alist isNone:

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()

生产者消费者模型

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

importthreadingimporttime

event=threading.Event()deffunc():#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()

View Code

Thread-1 wait forevent...

Thread-2 wait forevent...#2秒后。。。

MainThread set event.

Thread-1recv event.

Thread-2recv event.

Process finished with exit code 0

View Code

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:

#encoding: UTF-8

importthreadingdeffunc():print 'hello timer!'timer= threading.Timer(5, func)

timer.start()

View Code

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

importthreading

local=threading.local()

local.tname= 'main'

deffunc():

local.tname= 'notmain'

printlocal.tname

t1= threading.Thread(target=func)

t1.start()

t1.join()print local.tname

View Code

notmain

main

运行结果

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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