天天看點

Python3多線程

  多線程類似于同時執行多個不同程式,多線程運作有如下優點:

使用線程可以把占據長時間的程式中的任務放到背景去處理。

使用者界面可以更加吸引人,這樣比如使用者點選了一個按鈕去觸發某些事件的處理,可以彈出一個進度條來顯示處理的進度。

程式的運作速度可能加快。

在一些等待的任務實作上如使用者輸入、檔案讀寫和網絡收發資料等,線程就比較有用了。在這種情況下我們可以釋放一些珍貴的資源如記憶體占用等等。

  線程在執行過程中與程序還是有差別的。每個獨立的線程有一個程式運作的入口、順序執行序列和程式的出口。但是線程不能夠獨立執行,必須依存在應用程式中,由應用程式提供多個線程執行控制。 

每個線程都有他自己的一組CPU寄存器,稱為線程的上下文,該上下文反映了線程上次運作該線程的CPU寄存器的狀态。 

指令指針和堆棧指針寄存器是線程上下文中兩個最重要的寄存器,線程總是在程序的上下文中運作的,這些位址都用于标志擁有線程的程序位址空間中的記憶體。 

線程可以被搶占(中斷)。 

在其他線程正在運作時,線程可以暫時擱置(也稱為睡眠) – 這就是線程的退讓。 

線程可以分為:

核心線程:由作業系統核心建立和撤銷。

使用者線程:不需要核心支援而在使用者程式中實作的線程。

  Python3 線程中常用的兩個子產品為:

_thread

threading(推薦使用)

  thread 子產品已被廢棄。使用者可以使用 threading 子產品代替。是以,在 Python3 中不能再使用”thread” 子產品。為了相容性,Python3 将 thread 重命名為 “_thread”。

  Python中使用線程有兩種方式:函數或者用類來包裝線程對象。 

函數式:調用 _thread 子產品中的start_new_thread()函數來産生新線程。文法如下:

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  參數說明:

function - 線程函數。

args - 傳遞給線程函數的參數,他必須是個tuple類型。

kwargs - 可選參數。

  執行個體:

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  執行以上程式輸出結果如下: 

Python3多線程

  Python3 通過兩個标準庫 _thread 和 threading 提供對線程的支援。

_thread 提供了低級别的、原始的線程以及一個簡單的鎖,它相比于 threading 子產品的功能還是比較有限的。

threading 子產品除了包含 _thread 子產品中的所有方法外,還提供的其他方法:

threading.currentThread(): 傳回目前的線程變量。

threading.enumerate(): 

傳回一個包含正在運作的線程的list。正在運作指線程啟動後、結束前,不包括啟動前和終止後的線程。

threading.activeCount(): 

傳回正在運作的線程數量,與len(threading.enumerate())有相同的結果。

  除了使用方法外,線程子產品同樣提供了Thread類來處理線程,Thread類提供了以下方法:

run(): 用以表示線程活動的方法。

start():啟動線程活動。

join([time]): 等待至線程中止。這阻塞調用線程直至線程的join() 

方法被調用中止-正常退出或者抛出未處理的異常-或者是可選的逾時發生。

isAlive(): 傳回線程是否活動的。

getName(): 傳回線程名。

setName(): 設定線程名。

  我們可以通過直接從 threading.Thread 繼承建立一個新的子類,并執行個體化後調用 start() 方法啟動新線程,即它調用了線程的 run() 方法:

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  以上程式執行結果如下: 

Python3多線程

  如果多個線程共同對某個資料修改,則可能出現不可預料的結果,為了保證資料的正确性,需要對多個線程進行同步。 

使用 Thread 對象的 Lock 和 Rlock 可以實作簡單的線程同步,這兩個對象都有 acquire 方法和 release 方法,對于那些需要每次隻允許一個線程操作的資料,可以将其操作放到 acquire 和 release 方法之間。如下: 

多線程的優勢在于可以同時運作多個任務(至少感覺起來是這樣)。但是當線程需要共享資料時,可能存在資料不同步的問題。 

考慮這樣一種情況:一個清單裡所有元素都是0,線程”set”從後向前把所有元素改成1,而線程”print”負責從前往後讀取清單并列印。 

那麼,可能線程”set”開始改的時候,線程”print”便來列印清單了,輸出就成了一半0一半1,這就是資料的不同步。為了避免這種情況,引入了鎖的概念。 

鎖有兩種狀态——鎖定和未鎖定。每當一個線程比如”set”要通路共享資料時,必須先獲得鎖定;如果已經有别的線程比如”print”獲得鎖定了,那麼就讓線程”set”暫停,也就是同步阻塞;等到線程”print”通路完畢,釋放鎖以後,再讓線程”set”繼續。 

經過這樣的處理,列印清單時要麼全部輸出0,要麼全部輸出1,不會再出現一半0一半1的尴尬場面。 

執行個體:

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  執行以上程式,輸出結果為: 

Python3多線程

  Python 的 Queue 子產品中提供了同步的、線程安全的隊列類,包括FIFO(先入先出)隊列Queue,LIFO(後入先出)隊列LifoQueue,和優先級隊列 PriorityQueue。 

這些隊列都實作了鎖原語,能夠在多線程中直接使用,可以使用隊列來實作線程間的同步。 

Queue 子產品中的常用方法:

Queue.qsize() 傳回隊列的大小

Queue.empty() 如果隊列為空,傳回True,反之False

Queue.full() 如果隊列滿了,傳回True,反之False

Queue.full 與 maxsize 大小對應

Queue.get([block[, timeout]])擷取隊列,timeout等待時間

Queue.get_nowait() 相當Queue.get(False)

Queue.put(item) 寫入隊列,timeout等待時間

Queue.put_nowait(item) 相當Queue.put(item, False)

Queue.task_done() 在完成一項工作之後,Queue.task_done()函數向任務已經完成的隊列發送一個信号

Queue.join() 實際上意味着等到隊列為空,再執行别的操作

  執行個體:

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  以上程式執行結果: 

Python3多線程

from:http://blog.csdn.net/sunhuaqiang1/article/details/70168015