threading模块

Posted 2021-03-21 eat-w

threading模块用于操作线程，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，这些功能可在代码中自行实现。

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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。

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Thread类

Thread类有两种使用方法，直接传入要运行的方法或从Thread继承并覆盖重写run()

import time
import threading

class MyThread(threading.Thread):

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(MyThread, self).__init__()
        pass

    def run(self):
        time.sleep(1)
        print(1)

for i in range(10):
    t = MyThread()
    t.start()

import time
import threading

def test():
    time.sleep(1)
    print(1)

for _ in range(10):
    t = threading.Thread(target=test, args=())
    t.start()

构造方法：

Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}) 

参数：

　　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。 

　　is/setDaemon(bool): 获取/设置是后台线程（默认前台线程（False））

　　　　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

　　　　注意在start之前设置
　　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）

　　　 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

　　　可创建线程池，然后遍历线程池，调用join方法，确保每个线程都执行完成

　　　切不可把创建线程对象的过程写入遍历，那相当于是顺序执行，没有起到多线程的目的

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Lock、Rlock类

由于线程之间的随机调度：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。

　　即可以认为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。

总之：Lock属于全局，Rlock属于线程。

构造方法：　　

　　Lock()，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。

Lock()相比于Rlock()会产生死锁

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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]): 线程挂起，调用这个方法将使线程进入Condition的等待池等待通知或者超时（可选的，浮点数，单位是秒s），并释放锁。使用前线程必须已获得锁定，否则将抛出异常。 
　　notify(n=1): 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。

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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()。

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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，该线程延迟指定时间后执行
　　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。

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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。

import threading

local = threading.local()
local.name = 1

def test():
    local.name = 2
    print(local.name)

t1 = threading.Thread(target=test)
t1.start()

print(local.name)

# 最终的输出结果分别为 2 1