Python threading 多线程控制和处理
2017-07-22 00:37
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threading.Thread
Thread 是threading模块中最重要的类之一,可以使用它来创建线程。有两种方式来创建线程:一种是通过继承Thread类,重写它的run方法;另一种是创建一个threading.Thread对象,在它的初始化函数(__init__)中将可调用对象作为参数传入。下面分别举例说明。先来看看通过继承threading.Thread类来创建线程的例子:Python
123456789101112131415161718192021222324252627 | #coding=gbkimport threading, time, randomcount = 0class Counter(threading.Thread): def __init__(self, lock, threadName): '''@summary: 初始化对象。 @param lock: 琐对象。 @param threadName: 线程名称。 ''' super(Counter, self).__init__(name = threadName) #注意:一定要显式的调用父类的初始化函数。 self.lock = lock def run(self): '''@summary: 重写父类run方法,在线程启动后执行该方法内的代码。 ''' global count self.lock.acquire() for i in xrange(10000): count = count + 1 self.lock.release()lock = threading.Lock()for i in range(5): Counter(lock, "thread-" + str(i)).start()time.sleep(2) #确保线程都执行完毕print count |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | import threading, time, random count = 0 lock = threading.Lock() def doAdd(): '''@summary: 将全局变量count 逐一的增加10000。 ''' global count, lock lock.acquire() for i in xrange(10000): count = count + 1 lock.release() for i in range(5): threading.Thread(target = doAdd, args = (), name = 'thread-' + str(i)).start() time.sleep(2) #确保线程都执行完毕 count |
def __init__(self, group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})
参数group是预留的,用于将来扩展;
参数target是一个可调用对象(也称为活动[activity]),在线程启动后执行;
参数name是线程的名字。默认值为“Thread-N“,N是一个数字。
参数args和kwargs分别表示调用target时的参数列表和关键字参数。
Thread类还定义了以下常用方法与属性:
Thread.getName()
Thread.setName()
Thread.name
用于获取和设置线程的名称。
Thread.ident
获取线程的标识符。线程标识符是一个非零整数,只有在调用了start()方法之后该属性才有效,否则它只返回None。
Thread.is_alive()
Thread.isAlive()
判断线程是否是激活的(alive)。从调用start()方法启动线程,到run()方法执行完毕或遇到未处理异常而中断 这段时间内,线程是激活的。
Thread.join([timeout])
调用Thread.join将会使主调线程堵塞,直到被调用线程运行结束或超时。参数timeout是一个数值类型,表示超时时间,如果未提供该参数,那么主调线程将一直堵塞到被调线程结束。下面举个例子说明join()的使用:Python
1234567891011 | import threading, timedef doWaiting(): print 'start waiting:', time.strftime('%H:%M:%S') time.sleep(3) print 'stop waiting', time.strftime('%H:%M:%S')thread1 = threading.Thread(target = doWaiting)thread1.start()time.sleep(1) #确保线程thread1已经启动print 'start join'thread1.join() #将一直堵塞,直到thread1运行结束。print 'end join' |
threading.RLock和threading.Lock
在threading模块中,定义两种类型的琐:threading.Lock和threading.RLock。它们之间有一点细微的区别,通过比较下面两段代码来说明:Python1 2 3 4 5 6 | import threading lock = threading.Lock() #Lock对象 lock.acquire() lock.acquire() #产生了死琐。 lock.release() lock.release() |
123456 | import threadingrLock = 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() |
threading.Condition
可以把Condiftion理解为一把高级的琐,它提供了比Lock, RLock更高级的功能,允许我们能够控制复杂的线程同步问题。threadiong.Condition在内部维护一个琐对象(默认是RLock),可以在创建Condigtion对象的时候把琐对象作为参数传入。Condition也提供了acquire, release方法,其含义与琐的acquire, release方法一致,其实它只是简单的调用内部琐对象的对应的方法而已。Condition还提供了如下方法(特别要注意:这些方法只有在占用琐(acquire)之后才能调用,否则将会报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()
Condition.notifyAll()
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。现在写个捉迷藏的游戏来具体介绍threading.Condition的基本使用。假设这个游戏由两个人来玩,一个藏(Hider),一个找(Seeker)。游戏的规则如下:1. 游戏开始之后,Seeker先把自己眼睛蒙上,蒙上眼睛后,就通知Hider;2. Hider接收通知后开始找地方将自己藏起来,藏好之后,再通知Seeker可以找了; 3. Seeker接收到通知之后,就开始找Hider。Hider和Seeker都是独立的个体,在程序中用两个独立的线程来表示,在游戏过程中,两者之间的行为有一定的时序关系,我们通过Condition来控制这种时序关系。Python1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 | #---- Condition #---- 捉迷藏的游戏 import threading, time class Hider(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Hider, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): time.sleep(1) #确保先运行Seeker中的方法 self.cond.acquire() #b self.name + ': 我已经把眼睛蒙上了' self.cond.notify() self.cond.wait() #c #f self.name + ': 我找到你了 ~_~' self.cond.notify() self.cond.release() #g self.name + ': 我赢了' #h class Seeker(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Seeker, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): self.cond.acquire() self.cond.wait() #a #释放对琐的占用,同时线程挂起在这里,直到被notify并重新占 有琐。 #d self.name + ': 我已经藏好了,你快来找我吧' self.cond.notify() self.cond.wait() #e #h self.cond.release() self.name + ': 被你找到了,哎~~~' cond = threading.Condition() seeker = Seeker(cond, 'seeker') hider = Hider(cond, 'hider') seeker.start() hider.start() |
threading.Event
Event实现与Condition类似的功能,不过比Condition简单一点。它通过维护内部的标识符来实现线程间的同步问题。(threading.Event和.NET中的System.Threading.ManualResetEvent类实现同样的功能。)
Event.wait([timeout])
堵塞线程,直到Event对象内部标识位被设为True或超时(如果提供了参数timeout)。
Event.set()
将标识位设为Ture
Event.clear()
将标识伴设为False。
Event.isSet()
判断标识位是否为Ture。下面使用Event来实现捉迷藏的游戏(可能用Event来实现不是很形象)
Python
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546 | #---- Event#---- 捉迷藏的游戏import threading, timeclass Hider(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Hider, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): time.sleep(1) #确保先运行Seeker中的方法 print self.name + ': 我已经把眼睛蒙上了' self.cond.set() time.sleep(1) self.cond.wait() print self.name + ': 我找到你了 ~_~' self.cond.set() print self.name + ': 我赢了' class Seeker(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Seeker, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): self.cond.wait() print self.name + ': 我已经藏好了,你快来找我吧' self.cond.set() time.sleep(1) self.cond.wait() print self.name + ': 被你找到了,哎~~~' cond = threading.Event()seeker = Seeker(cond, 'seeker')hider = Hider(cond, 'hider')seeker.start()hider.start() |
threading.Timer
threading.Timer是threading.Thread的子类,可以在指定时间间隔后执行某个操作。下面是Python手册上提供的一个例子:Python1 2 3 4 | def hello(): "hello, world" t = Timer(3, hello) t.start() # 3秒钟之后执行hello函数。 |
threading.active_count()
threading.activeCount()
获取当前活动的(alive)线程的个数。
threading.current_thread()
threading.currentThread()
获取当前的线程对象(Thread object)。
threading.enumerate()
获取当前所有活动线程的列表。
threading.settrace(func)
设置一个跟踪函数,用于在run()执行之前被调用。
threading.setprofile(func)
设置一个跟踪函数,用于在run()执行完毕之后调用。threading模块的内容很多,一篇文章很难写全,更多关于threading模块的信息,请查询Python手册 threading模块。
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