Python@Threadthread模块

Posted 2020-08-24

一.关于Python多线程

　　Python解释器中可以同时运行多个线程，但是再任意时刻只能有一个线程在解释器运行。

Python虚拟机的访问是由全局解锁器（GIL）控制的，由GIL保证同时只有一个线程的运行。

执行方式如下：

1.设置GIL

2.切换进一个进程执行

3.执行下面操作中的一个

　　a.运行指定数量的字节码（操作系统中是由时钟控制的）

　　b.线程主动出让控制权

4.把线程设置为睡眠状态，即切换出线程

5.解锁GIL

6.重复以上步骤

注意：1.调用外部代码时（C/C++扩展的内置函数），GIL保持锁定，因为外部代码没有Python字节码.

　　　2.I/O密集型的Python程序要比计算密集型的程序更好的利用多线程。

二.关于thead模块的多线程：

示例1，当没有使用多线程时：

 1 from time import sleep, ctime
 2 
 3 def loop():
 4     print(‘start loop0 at:‘, ctime())
 5     sleep(4)
 6     print(‘loop 0 done at:‘, ctime())
 7 
 8 def loop1():
 9     print(‘start loop1 at:‘, ctime())
10     sleep(2)
11     print(‘loop1 done at:‘, ctime())
12 
13 def main():
14     print(‘starting at:‘, ctime())
15     loop()
16     loop1()
17     print(‘loop1 done at:‘, ctime())
18 
19 if __name__ == ‘__main__‘:
20     main()

输出结果为：

starting at: Mon Dec 19 22:17:42 2016
start loop0 at: Mon Dec 19 22:17:42 2016
loop 0 done at: Mon Dec 19 22:17:46 2016
start loop1 at: Mon Dec 19 22:17:46 2016
loop1 done at: Mon Dec 19 22:17:48 2016
loop1 done at: Mon Dec 19 22:17:48 2016

从结果可以看出loop0和loop按照顺序执行，耗时一共6s

 

thread模块的核心函数是：start_new_thread()

用法：_thread.start_new_thread(func, *arg, **kwargs)

示例2，当使用多线程时候：

 

 1 import _thread
 2 from time import sleep, ctime
 3 
 4 def loop0():
 5     print(‘start loop0 at:‘, ctime())
 6     sleep(4)
 7     print(‘loop0 done at:‘, ctime())
 8 
 9 def loop1():
10     print(‘start loop1 at:‘, ctime())
11     sleep(2)
12     print(‘loop1 done at:‘, ctime())
13 
14 def main():
15     print(‘starting at:‘, ctime())
16     _thread.start_new_thread(loop0, ())
17     _thread.start_new_thread(loop1, ())
18     sleep(6)
19     print(‘all done at:‘, ctime())
20 
21 
22 if __name__ == ‘__main__‘:
23     main()

结果为：

starting at: Mon Dec 19 22:27:57 2016
start loop0 at: Mon Dec 19 22:27:57 2016
start loop1 at: Mon Dec 19 22:27:57 2016
loop1 done at: Mon Dec 19 22:27:59 2016
loop0 done at: Mon Dec 19 22:28:01 2016
all done at: Mon Dec 19 22:28:03 2016

从结果可以看出，1.结果不是按照顺序输出的，loop0后结束

　　　　　　　　2.loop0和loop1的运行时间一共是4s，比没有使用多线程快了2s

　　　　　　　　3.sleep(6)是针对主线程的，预计loop0和loop1会在6s前执行完毕。

如果我们把主线程的执行时间设定为3s，那么结果就有意思了

starting at: Mon Dec 19 22:33:01 2016
start loop0 at: Mon Dec 19 22:33:01 2016
start loop1 at: Mon Dec 19 22:33:01 2016
loop1 done at: Mon Dec 19 22:33:03 2016
all done at: Mon Dec 19 22:33:04 2016

　　从这个结果哦可以看出，loop0没有执行完毕就被迫退出！！！原因是主线程的切出时间为3s，3s

过后主线程继续执行，loop0即使没运行完毕，被迫退出！！

　　从这里也可以看出，对主线程执行sleep()来达到同步的目的不可靠，所以引入锁的概念。

示例3，使用锁的多线程：

 1 import _thread
 2 from time import sleep, ctime
 3 
 4 loops = [4, 2]
 5 
 6 
 7 def loop(nloop, nsec, lock):
 8     print(‘start loop‘, nloop, ‘at:‘, ctime())
 9     sleep(nsec)
10     print(‘loop‘, nloop, ‘done at‘, ctime())
11     lock.release()                                 #释放锁
12 
13 
14 def main():
15     print(‘starting at:‘, ctime())
16     locks = []
17 
18     for i in range(len(loops)):
19         lock = _thread.allocate_lock()
20         lock.acquire()　　　　　　　　　　　　　　　　#锁上锁
21         locks.append(lock)　　　　　　　　　　　　　　#保存锁
22 
23     for i in range(len(loops)):
24         _thread.start_new_thread(loop, (i, loops[i], locks[i]))
25 
26     for i in range(len(loops)):
27         while locks[i].locked(): pass　　　　　　#使用忙等待暂停主线程，直到所有的锁都被释放继续主线程，
28 
29     print(‘all done at‘, ctime())
30 
31 if __name__ == ‘__main__‘:
32     main()

结果：

starting at: Mon Dec 19 22:52:02 2016
start loop 0 at: Mon Dec 19 22:52:02 2016
start loop 1 at: Mon Dec 19 22:52:02 2016
loop 1 done at Mon Dec 19 22:52:04 2016
loop 0 done at Mon Dec 19 22:52:06 2016
all done at Mon Dec 19 22:52:06 2016

　　从结果可以看出，使用所的多线程，运行时间为4s，而且不用人为的设置主线程切出时间。

 

参考资料：Python核心编程.第四章.Wesley Chun著