再看python多线程------threading模块

Posted 2020-08-15

现在把关于多线程的能想到的需要注意的点记录一下：

关于threading模块：

1、关于 传参问题

　　如果调用的子线程函数需要传参，要在参数后面加一个“，”否则会抛参数异常的错误。

　　如下：

1     for i in xrange(5):
2         threads.append(threading.Thread(target=worker,args=(i,)))

 

2、关于join()阻塞

　　join()方法一旦被调用，这个线程就会被阻塞住，等其他线程执行完才执行自身。当我们在主线程A中，创建了n个子线程，这里需要注意，根据需求是应该去阻塞父线程还是子线程，比较下面例子：

　　---->子线程和父线程都不阻塞

 1 # -*- coding:utf-8 -*-
 2 import Queue,time,threading
 3 start = time.clock()
 4 
 5 def worker(m):
 6     print ‘worker‘,m
 7     time.sleep(1)
 8     return
 9 
10 if __name__ == "__main__":
11     threads = []
12     for i in xrange(5):
13         threads.append(threading.Thread(target=worker,args=(i,)))
14     for t in threads:
15         t.start()
16         #t.join()  #阻塞子线程
17 
18     #t.join()   #阻塞父线程
19 
20     end = time.clock()
21     print "finished: %.3fs" %(end-start)

 

得到输入：

worker 0
worker 1
worker 2
worker 3
worker 4
finished: 0.001s

这里，其实父线程已经结束，因为已经打印出了finished：0.001s，但是子线程并没有执行完，sleep 1秒之后，才出现“Process finished with exit code 0”的程序结束标志。

　　

　　----->同样代码，当阻塞子线程时，输出如下：

worker 0
worker 1
worker 2
worker 3
worker 4
finished: 5.004s

这里，由于5个子线程都被阻塞了，所以它们会按序执行，同样，程序sleep了5秒，一定要注意，你这样做，程序的效率并没有提升，仍然需要5秒的时间。

 

　　-------> 同样代码，当阻塞父线程时，输出如下：

worker 0
worker 1
worker 2
worker 3
worker 4
finished: 1.003s

这里，阻塞父线程，父线程会等待子线程结束，才会继续运行打印finished，程序的效率也得到了提升。

 

3、关于setDaemon()方法

　　setDaemon()方法是设置在子线程中的，当我们在父线程A中创建了n个子线程之后，给我们喜欢的子线程设置setDaemon(True)后，当它们的父线程运行结束之后，不管这些子线程运行结束还是没结束，它会直接结束程序。这里，还有一个需要注意的，setDaemon()方法必须设置在start()方法之前，否则会抛RuntimeError异常。

　　还用上面的例子：

 1 # -*- coding:utf-8 -*-
 2 import Queue,time,threading
 3 start = time.clock()
 4 
 5 def worker(m):
 6     print ‘worker‘,m
 7     time.sleep(1)
 8     return
 9 
10 if __name__ == "__main__":
11     threads = []
12     for i in xrange(5):
13         threads.append(threading.Thread(target=worker,args=(i,)))
14     for t in threads:
15         t.setDaemon(True)
16         t.start()
17         #t.join()  #阻塞子线程
18 
19     #t.join()   #阻塞父线程
20 
21     end = time.clock()
22     print "finished: %.3fs" %(end-start)

 

　这里，没有阻塞父线程，得到的输出如下：

worker 0
worker 1
worker 2
worker 3
worker 4
finished: 0.001s

说明，主线程一旦结束，会直接把子线程的内存回收，结束整个进程的运行。子进程的sleep 1没有执行就退出了。对于某些辅助子线程的应用场景，这个应该会有用。

 

4、创建子线程的两种方式

 　　第一种是上面提到的，创建子线程要执行的函数（worker），然后把这个函数传递进threading.Thread的对象中，让它来执行；

　　第二种是直接从threading.Thread类继承，创建一个新的类，通过重写这个新的类里面的run()方法，实现子线程要执行的内容，例如：

 1 # -*- coding:utf-8 -*-
 2 __author__ = ‘webber‘
 3 import threading,time
 4 
 5 class Mythread(threading.Thread):
 6 
 7     def __init__(self,m):
 8         threading.Thread.__init__(self)
 9         self.m = m
10 
11     def run(self):
12         print ‘worker‘, self.m
13         time.sleep(1)
14         return
15 
16 if __name__ == "__main__":
17     start = time.clock()
18 
19     threads = []
20     for i in xrange(5):
21         threads.append(Mythread(i))
22     for t in threads:
23         t.start()
24 
25     t.join()
26     end = time.clock()
27     print "finished: %.3fs" % (end - start)

输出和上面的主线程阻塞的结果一样

这里要注意一下黄色部分，调用的时候的传参方式。

 

5、关于锁----> Lock、RLock、Condition方法

　　之前有提到，由于python理论上是无法实现真正意义上的多线程的，即使你有多个CPU，python的多线程也只能利用一个，那么为了防止在多线程中对共享数据空间的数据修改时发生的尴尬，threading模块继承了thread模块的Lock方法，这是最简单的锁，实现也比较简单，只需要在子线程中修改数据前后分别加上锁和释放锁即可。

就是以下三句话：

　　a、主函数中创建一个锁的对象： 例如： lock = threading.Lock()    #返回一个新的Lock对象，创建一把锁。

　　b、在子线程需要对数据进行修改之前，lock.acquire()       #获取这把锁

　　c、在子线程对数据进行修改之后，　　lock.acquire()　　  #释放这把锁

下面有个代码应用小例子：

 1 # -*- coding:utf-8 -*-
 2 __author__ = ‘webber‘
 3 import threading, time, random
 4 
 5 dish = 0
 6 lock = threading.Lock()
 7 
 8 
 9 def producerFunction():
10     ‘‘‘如果投的筛子比0.5大，则向盘子中增加一个苹果‘‘‘
11     global lock, dish
12     while dish < 10:
13         if (random.random() > 0.5):
14             lock.acquire()
15             dish += 1
16             print(‘生产者增加了一个苹果，现在有%d个苹果‘ % (dish,))
17             lock.release()
18             time.sleep(random.random() * 3)
19 
20 
21 def consumerFunction():
22     ‘‘‘如果投的筛子比0.5小，则从盘子中取一个苹果‘‘‘
23     global lock, dish
24     while dish > 0:
25         if (random.random() < 0.5):
26             lock.acquire()
27             dish -= 1
28             print(‘消费者拿走一个苹果现，现在有%d个苹果‘ % (dish,))
29             lock.release()
30             time.sleep(random.random() * 3)
31 
32 
33 def begin():
34     ident1 = threading.Thread(target=producerFunction())
35     ident2 = threading.Thread(target=consumerFunction())
36     ident1.start()
37     ident2.start()
38 
39 
40 if __name__ == ‘__main__‘:
41     begin()

View Code

 

　　其次，threading模块提出了一个更高级的锁RLock，它的出现是为了解决Lock可能会出现的死锁问题，即：当由于疏忽时，可能会出现一个子线程内同一把锁对象连续acquire()两次，那么由于第一次的acquire没有release，那么第二次的acquire请求会把该子线程挂起，导致lock对象永远不会release，造成死锁。而RLock对象允许一个线程多次对其进行acquire操作，在其内部通过counter变量维护着线程acquire的次数，而每一次的acquire操作必须有一个release操作与之对应，在所有的release操作完成之后，别的线程才能申请该RLock对象。使用上暂时我就把它当成Lock方法试了试，通过。~~~

 

　　最后，threading模块提供了更高级的封装，算是一种高级的多线程间同步方式，包括threading.Event和threading.Condition，其中，threading.Event为简单的同步方式，一个进程标记为event，其他的进程就需要等待，用到下面几种方法：

Event.wait([timeout])	阻塞线程，直到Event对象内部标识位被设置为True或超时（如果提供了参数timeout）
Event.set()	将标识号设为True
Event.clear()	设为标识符False

 

 

　

　　threading.Condition 可以把Condition理解为更高级的锁，它提供了比RLock更高级的功能，允许我们能够控制复杂的线程同步问题，它在内部维护了一个锁对象（默认为RLock），可以在创建Condition对象的时候把锁对象作为参数传入。Condition也提供了acquire和release方法，它的特色在于内部的wait和notify机制，具体可看threading模块，下面的方法只有在对象获取到锁之后才能调用，否则，将会抛RuntimeError异常。

Condition.wait([timeout]):	wait方法释放内部所占用的琐，同时线程被挂起，直至接收到通知被唤醒或超时（如果提供了timeout参数的话）。当线程被唤醒并重新占有琐的时候，程序才会继续执行下去。
Condition.notify()	唤醒一个挂起的线程（如果存在挂起的线程）。注意：notify()方法不会释放所占用的琐。
Condition.notify_all()	唤醒所有挂起的线程（如果存在挂起的线程）。注意：这些方法不会释放所占用的琐。

 

 

 

 

参考：http://orangeholic.iteye.com/blog/1720421

 

6、其他方法

　　由于threading是继承的thread模块的，所以还有些公共属性方法，比如：

t.getName()：获取子线程的名称，默认为：Tread-n （n为线程序列号）

t.setName()：设置子线程的名称

t.ident：获取线程标识符，要在t.start()之后调用才有效，否则返回None

t.is_alive()：判断子线程是否激活，返回True或False

 

关于Semaphore、event、Condition的具体实例，没再去尝试，以后遇到再试，可参考这篇博客：

    http://www.jb51.net/article/57672.htm