python 多线程-threading模块

2017-01-09 14:10:39来源:http://babyshen.blog.51cto.com/8405584/1890191作者:baby神啊人点击

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Threading模块

python提供了两个模块来实现多线程thread 和threading ,thread 有一些缺点,在threading 得到了弥补,为了不浪费你和时间,现在介绍更高级的threading模块。除了Thread类,该模块还包括许多好用的同步机制。

下表给出了threading模块中所有可用对象的列表。

对象描述Thread表示一个执行线程的对象Lock锁原语对象(和thread模块中的锁一样)Rlock可重入锁对象,使单一线程可以(再次)获得已持有的锁(递归锁)Condition条件变量对象,使得一个线程等待另一个线程满足特定的“条件”,比如改变状态或某个数据值Event条件变量的通用版本,任意数量的线程等待某个时间的发生,在该事件发生后所有线程将被激活Semaphore为线程间共享的有限资源提供了一个计数器,如果没有可用资源时会被阻塞BoundedSemaphore与Semaphore相似,不过它不允许超过初始值Timer与Thread相似,不过它要在运行前等待一段时间Barrier创建一个“障碍”,必须达到指定数量的线路后才可以继续

避免使用thread模块的另一个原因是该模块不支持守护线程这个概念,当主线程退出时,所有子线程都将终止,不管它们是否仍在工作。如果你不希望发生这种行为,就要引入守护线程的概念了。

要将一个线程设置为守护线程,需要在启动线程之前执行如下赋值语句:thread.daemon=True(调用thread.setDaemon(True)的旧方法已经弃用了)。同样,要检查线程的守护状态,也只需要检查这个值即可(对比过去调用thread.isDaemon()的方法)。一个新的子线程会继承父线程的守护标记。

Thread类

threading模块的Thread类是主要的执行对象。它有thread模块中没有的很多函数。

下表给出了它的属性和方法列表

属性描述Thread对象数据属性name线程名ident线程的标识符daemon布尔标志,表示这个线程是否是守护线程Thread对象方法__init__(group=None,target=None,name=None,args=(),kwargs={},verbose=None,daemon=None)实例化一个线程对象,需要一个可调用的target,以及其参数args或kwargs。还可以传递name或group参数,不过后者还示实现。些外,verbose标志也是可接受的。而daemon的值将会设定thread.daemon属性/标志start()开始执行该线程run()定义线程功能的方法(通常在子类中被应用开发者重写)join(timeout=None)直至启动的线程终止之前一直挂起;除非给出了timeout(秒),否则会一直阻塞is_alive()isAlivel(已经弃用),布尔标志,表示这个线程是否还存活

使用Thread类,可以有多种方法来创建线程。

创建Thread的实例,传给它一个函数

创建Thread的实例,传给它一个可调用的类实例

派生Thread的子类,并创建子类的实例

通常会选择第一个或第三个方案。当你需要一个更加符合面向对象的接口时,你会选择后者,否则会选择前者。第二种方案有些扯淡,暂时不做介绍。

创建Thread的实例,传给它一个函数

使threading模块

threading模块的Thread类有个join()方法,可以让主线程等待所有线程执行完毕

#-*-coding:utf-8-*-

importthreading
fromtimeimportsleep,ctime

loops=[4,2]

defloop(nloop,nsec):
print('startloop',nloop,'at:',ctime())
sleep(nsec)
print('loop',nloop,'doneat:',ctime())

defmain():
print('startingat:',ctime())
threads=[]
nloops=range(len(loops))

foriinnloops:
t=threading.Thread(target=loop,args=(i,loops[i]))
threads.append(t)

foriinnloops:#startthreads
threads[i].start()

foriinnloops:#waitforall
threads[i].join()#threadstofinish

print('allDONEat:',ctime())

if__name__=='__main__':
main()

执行结果:

startingat:SunJan818:07:282017
startloop0at:SunJan818:07:282017
startloop1at:SunJan818:07:282017
loop1doneat:SunJan818:07:302017
loop0doneat:SunJan818:07:322017
allDONEat:SunJan818:07:322017

当实例化Thread对象时,把函数(target)和参数(args)传进去,然后得到返回的Thread实例。实例化Thread(调用Thread())时,新线程不会立即执行。这是一个非常有用的同步功能,尤其是当你并不希望线程立即开始执行时。

当所有线程都分配完成之后,通过调用每个线程的start()方法让它们开始执行,而不是在这之前执行。相比于管理一组锁(分配,获取,释放,检查锁状态等)而言,这里只需要为每个线程调用join()方法即可。join()方法将等待线程结束,或者在提供了超时时间的情况下,达到超时时间,使用join()方法要比等待锁释放的无限循环更加清晰。

对于join()方法而言,其另一个重要方面是其实它根本不需要调用,一旦线程启动,它们就会一直执行,直到给定的函数完成后退出。如果主线程还有其他事情要去做,而不是等待这些线程完成(例如其他处理或者等待新的客户端请求),就可以不调用join()。join()方法只有在你需要等待线程完成的时候才是有用的。

派生Thread的子类,并创建子类的实例

下面的这个例子要调用Thread()的子类,当创建线程时使用子类要相对更容易阅读。

子类化的Thread

本例中将对Thread子类化,而不是直接对其实例化。这将使我们在定制线程对象时拥有更多的灵活性,也能够简化线程的调用过程。

#-*-coding:utf-8-*-
importthreading
fromtimeimportsleep,ctime

loops=(4,2)

classMyThread(threading.Thread):
def__init__(self,func,args,name=''):
threading.Thread.__init__(self)
self.name=name
self.func=func
self.args=args

defrun(self):
self.func(*self.args)

defloop(nloop,nsec):
print('startloop',nloop,'at:',ctime())
sleep(nsec)
print('loop',nloop,'doneat:',ctime())

defmain():
print('startingat:',ctime())
threads=[]
nloops=range(len(loops))

foriinnloops:
t=MyThread(loop,(i,loops[i]),loop.__name__)
threads.append(t)

foriinnloops:
threads[i].start()

foriinnloops:
threads[i].join()

print('allDONEat:',ctime())

if__name__=='__main__':
main()

执行结果:

startingat:SunJan818:38:212017
startloop0at:SunJan818:38:212017
startloop1at:SunJan818:38:212017
loop1doneat:SunJan818:38:232017
loop0doneat:SunJan818:38:252017
allDONEat:SunJan818:38:252017

注意:MyThread子类的构造函数必须先调用其基类的构造函数,重写run()方法

现在,对MyThrea类进行修改,增加一些调试信息的输出,并将其存储为一个名为myThread的独立模块。除了简单地调用函数外,还将把结果保存在实例属性self.res中,并创建一个新的方法getResult()来获取这个值。

importthreading
fromtimeimportctime

classMyThread(threading.Thread):
def__init__(self,func,args,name=''):
threading.Thread.__init__(self)
self.name=name
self.func=func
self.args=args

defgetResult(self):
returnself.res
defrun(self):
print('starting',self.name,'at:',ctime())
self.res=self.func(*self.args)
print(self.name,'finishedat:',ctime())

Threading模块的其他函数

除了各种同步和线程对象外,threading模块还提供了一些函数,如下表所示:

函数描述active_count()当前活动的Thread对象个数current_thread返回当前的Thread对象enumerate()返回当前活动的Thread对象列表settace(func)为所有线程设置一个trace函数setprofile(func)为所有线程设置一个profile函数stack_size(size=0)返回新创建线程的栈大小;或为后续创建的线程设定栈的大小为size
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