Python多线程的学习
2015-10-21 15:31
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Python线程的使用有两种:基于thread模块的start_new_thread方法和基于threading模块的Thread类。
1.基于thread模块的start_new_thread方法:
在我的环境下会报如下错误:
Unhandled exception in thread started by
sys.excepthook is missing
lost sys.stderr
原因:启动线程之后,须确保主线程等待所有子线程返回结果后再退出,如果主线程比子线程早结束,无论其子线程是否是后台线程,都将会中断,抛出这个异常 。
上面的例子定义了一个线程函数timer,它打印出10条时间记录后退出,每次打印的间隔由interval参数决定。thread.start_new_thread(function, args[, kwargs])的第一个参数是线程函数(本例中的timer方法),第二个参数是传递给线程函数的参数,它必须是tuple类型,kwargs是可选参数。
线程的结束可以等待线程自然结束,也可以在线程函数中调用thread.exit()或thread.exit_thread()方法。
2.基于threading模块的Thread类:
threading.Thread类的使用:
1,在自己的线程类的init里调用threading.Thread.init(self, name = threadname)
threadname为线程的名字
2, run(),通常需要重写,编写代码实现做需要的功能。
3,getName(),获得线程对象名称
4,setName(),设置线程对象名称
5,start(),启动线程
6,jion([timeout]),等待另一线程结束后再运行。
7,setDaemon(bool),设置子线程是否随主线程一起结束,必须在start()之前调用。默认为False。
8,isDaemon(),判断线程是否随主线程一起结束。
9,isAlive(),检查线程是否在运行中。
假设两个线程对象t1和t2都要对num=0进行增1运算,t1和t2都各对num修改10次,num的最终的结果应该为20。但是由于是多线程访问,有可能出现下面情况:在num=0时,t1取得num=0。系统此时把t1调度为”sleeping”状态,把t2转换为”running”状态,t2页获得num=0。然后t2对得到的值进行加1并赋给num,使得num=1。然后系统又把t2调度为”sleeping”,把t1转为”running”。线程t1又把它之前得到的0加1后赋值给num。这样,明明t1和t2都完成了1次加1工作,但结果仍然是num=1。
上面的case描述了多线程情况下最常见的问题之一:数据共享。当多个线程都要去修改某一个共享数据的时候,我们需要对数据访问进行同步。
3,线程同步
最简单的同步机制就是“锁”。锁对象由threading.Lock类创建。线程可以使用锁的acquire()方法获得锁,这样锁就进入“locked”状态。每次只有一个线程可以获得锁。如果当另一个线程试图获得这个锁的时候,就会被系统变为“blocked”状态,直到那个拥有锁的线程调用锁的release()方法来释放锁,这样锁就会进入“unlocked”状态。“blocked”状态的线程就会收到一个通知,并有权利获得锁。如果多个线程处于“blocked”状态,所有线程都会先解除“blocked”状态,然后系统选择一个线程来获得锁,其他的线程继续沉默(“blocked”)。
Python 在thread的基础上还提供了一个高级的线程控制库,就是之前提到过的threading。在thread module中,python提供了用户级的线程同步工具“Lock”对象。而在threading module中,python又提供了Lock对象的变种: RLock对象。RLock对象内部维护着一个Lock对象,它是一种可重入的对象。
对于Lock对象而言,如果一个线程连续两次进行acquire操作,那么由于第一次acquire之后没有release,第二次acquire将挂起线程。这会导致Lock对象永远不会release,使得线程死锁。RLock对象允许一个线程多次对其进行acquire操作,因为在其内部通过一个counter变量维护着线程acquire的次数。而且每一次的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。
条件同步
锁只能提供最基本的同步。假如只在发生某些事件时才访问一个“临界区”,这时需要使用条件变量Condition。
Condition对象是对Lock对象的包装,在创建Condition对象时,其构造函数需要一个Lock对象作为参数,如果没有这个Lock对象参数,Condition将在内部自行创建一个Rlock对象。在Condition对象上,当然也可以调用acquire和release操作,因为内部的Lock对象本身就支持这些操作。但是Condition的价值在于其提供的wait和notify的语义。
条件变量是如何工作的呢?首先一个线程成功获得一个条件变量后,调用此条件变量的wait()方法会导致这个线程释放这个锁,并进入“blocked”状态,直到另一个线程调用同一个条件变量的notify()方法来唤醒那个进入“blocked”状态的线程。如果调用这个条件变量的notifyAll()方法的话就会唤醒所有的在等待的线程。
如果程序或者线程永远处于“blocked”状态的话,就会发生死锁。所以如果使用了锁、条件变量等同步机制的话,一定要注意仔细检查,防止死锁情况的发生。对于可能产生异常的临界区要使用异常处理机制中的finally子句来保证释放锁。等待一个条件变量的线程必须用notify()方法显式的唤醒,否则就永远沉默。保证每一个wait()方法调用都有一个相对应的notify()调用,当然也可以调用notifyAll()方法以防万一。
同步队列
Python中的Queue对象也提供了对线程同步的支持。使用Queue对象可以实现多个生产者和多个消费者形成的FIFO的队列。
生产者将数据依次存入队列,消费者依次从队列中取出数据。
参考阅读:
多线程之join方法 http://blog.sina.com.cn/s/blog_a79dc81e01015psh.html
Python(2.7.x)多线程的简单示例 http://www.aichengxu.com/view/34207
Python多线程学习 http://www.cnblogs.com/tqsummer/archive/2011/01/25/1944771.html
1.基于thread模块的start_new_thread方法:
#!/usr/bin/python import time import thread def timer(no, interval): cnt = 0 while cnt < 10: print 'Thread:(%d) Time:%s\n' % (no, time.ctime()) time.sleep(interval) cnt +=1 print 'Thread (%s) exit' % no thread.exit_thread() def test(): thread.start_new_thread(timer, (1,1)) thread.start_new_thread(timer, (2,2)) if __name__ == '__main__': test() time.sleep(25)
在我的环境下会报如下错误:
Unhandled exception in thread started by
sys.excepthook is missing
lost sys.stderr
原因:启动线程之后,须确保主线程等待所有子线程返回结果后再退出,如果主线程比子线程早结束,无论其子线程是否是后台线程,都将会中断,抛出这个异常 。
上面的例子定义了一个线程函数timer,它打印出10条时间记录后退出,每次打印的间隔由interval参数决定。thread.start_new_thread(function, args[, kwargs])的第一个参数是线程函数(本例中的timer方法),第二个参数是传递给线程函数的参数,它必须是tuple类型,kwargs是可选参数。
线程的结束可以等待线程自然结束,也可以在线程函数中调用thread.exit()或thread.exit_thread()方法。
2.基于threading模块的Thread类:
#!/usr/bin/python import time from threading import Thread def timer(no, interval): cnt = 0 while cnt < 10: print 'Thread:(%s) Time:%s\n' % (no, time.ctime()) time.sleep(interval) cnt +=1 print 'Thread (%s) exit' % no class MyThread ( Thread ): def __init__(self, name, count): super(MyThread, self).__init__() self.name= name self.count = count def run(self): timer(self.name , self.count) if __name__ == '__main__': task1 = MyThread('task1', 1) task2 = MyThread('task2', 2) task1.start() task2.start() print 'wait task1 join' task1.join() print 'after task1 join' print 'wait task2 join' task2.join() print 'after task2 join' time.sleep(20)
threading.Thread类的使用:
1,在自己的线程类的init里调用threading.Thread.init(self, name = threadname)
threadname为线程的名字
2, run(),通常需要重写,编写代码实现做需要的功能。
3,getName(),获得线程对象名称
4,setName(),设置线程对象名称
5,start(),启动线程
6,jion([timeout]),等待另一线程结束后再运行。
7,setDaemon(bool),设置子线程是否随主线程一起结束,必须在start()之前调用。默认为False。
8,isDaemon(),判断线程是否随主线程一起结束。
9,isAlive(),检查线程是否在运行中。
假设两个线程对象t1和t2都要对num=0进行增1运算,t1和t2都各对num修改10次,num的最终的结果应该为20。但是由于是多线程访问,有可能出现下面情况:在num=0时,t1取得num=0。系统此时把t1调度为”sleeping”状态,把t2转换为”running”状态,t2页获得num=0。然后t2对得到的值进行加1并赋给num,使得num=1。然后系统又把t2调度为”sleeping”,把t1转为”running”。线程t1又把它之前得到的0加1后赋值给num。这样,明明t1和t2都完成了1次加1工作,但结果仍然是num=1。
上面的case描述了多线程情况下最常见的问题之一:数据共享。当多个线程都要去修改某一个共享数据的时候,我们需要对数据访问进行同步。
3,线程同步
最简单的同步机制就是“锁”。锁对象由threading.Lock类创建。线程可以使用锁的acquire()方法获得锁,这样锁就进入“locked”状态。每次只有一个线程可以获得锁。如果当另一个线程试图获得这个锁的时候,就会被系统变为“blocked”状态,直到那个拥有锁的线程调用锁的release()方法来释放锁,这样锁就会进入“unlocked”状态。“blocked”状态的线程就会收到一个通知,并有权利获得锁。如果多个线程处于“blocked”状态,所有线程都会先解除“blocked”状态,然后系统选择一个线程来获得锁,其他的线程继续沉默(“blocked”)。
#!/usr/bin/python from threading import Thread from threading import Lock from time import sleep from random import randint # storehouse = [0] * 10 # lock = Lock() class Producer(Thread): u"""""" def __init__(self): super(Producer, self).__init__() def run(self): print "Producer starts producing...\n", x = 0 while x < len(storehouse): # lock.acquire() print "Producer is producing the No.%d product.\n" % x, storehouse[x] = 1 print "Now, the storehouse is %s\n" % storehouse, # lock.release() x += 1 sleep(randint(1, 3)) print "Producer has produced all the products!\n", class Consumer(Thread): u"""""" def __init__(self): super(Consumer, self).__init__() def run(self): print "Consumer starts consuming...\n", x = 0 while x < len(storehouse): print "Consumer wants to consume a product...\n", # lock.acquire() if storehouse[x] <= 0: print "There are not any products, the consumer waits.\n", else: print "Consumer is consuming the No.%d product.\n" % x, storehouse[x] = -1 print "Now, the storehouse is %s\n" % storehouse, x += 1 # lock.release() sleep(randint(3, 5)) print "Consumer has consumed all the products!\n", print "Originally, the storehouse is ", storehouse producer = Producer() consumer = Consumer() producer.start() consumer.start() # producer.join() consumer.join() print "Finally, the storehouse is ", storehouse
Python 在thread的基础上还提供了一个高级的线程控制库,就是之前提到过的threading。在thread module中,python提供了用户级的线程同步工具“Lock”对象。而在threading module中,python又提供了Lock对象的变种: RLock对象。RLock对象内部维护着一个Lock对象,它是一种可重入的对象。
对于Lock对象而言,如果一个线程连续两次进行acquire操作,那么由于第一次acquire之后没有release,第二次acquire将挂起线程。这会导致Lock对象永远不会release,使得线程死锁。RLock对象允许一个线程多次对其进行acquire操作,因为在其内部通过一个counter变量维护着线程acquire的次数。而且每一次的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。
条件同步
锁只能提供最基本的同步。假如只在发生某些事件时才访问一个“临界区”,这时需要使用条件变量Condition。
Condition对象是对Lock对象的包装,在创建Condition对象时,其构造函数需要一个Lock对象作为参数,如果没有这个Lock对象参数,Condition将在内部自行创建一个Rlock对象。在Condition对象上,当然也可以调用acquire和release操作,因为内部的Lock对象本身就支持这些操作。但是Condition的价值在于其提供的wait和notify的语义。
条件变量是如何工作的呢?首先一个线程成功获得一个条件变量后,调用此条件变量的wait()方法会导致这个线程释放这个锁,并进入“blocked”状态,直到另一个线程调用同一个条件变量的notify()方法来唤醒那个进入“blocked”状态的线程。如果调用这个条件变量的notifyAll()方法的话就会唤醒所有的在等待的线程。
如果程序或者线程永远处于“blocked”状态的话,就会发生死锁。所以如果使用了锁、条件变量等同步机制的话,一定要注意仔细检查,防止死锁情况的发生。对于可能产生异常的临界区要使用异常处理机制中的finally子句来保证释放锁。等待一个条件变量的线程必须用notify()方法显式的唤醒,否则就永远沉默。保证每一个wait()方法调用都有一个相对应的notify()调用,当然也可以调用notifyAll()方法以防万一。
同步队列
Python中的Queue对象也提供了对线程同步的支持。使用Queue对象可以实现多个生产者和多个消费者形成的FIFO的队列。
生产者将数据依次存入队列,消费者依次从队列中取出数据。
参考阅读:
多线程之join方法 http://blog.sina.com.cn/s/blog_a79dc81e01015psh.html
Python(2.7.x)多线程的简单示例 http://www.aichengxu.com/view/34207
Python多线程学习 http://www.cnblogs.com/tqsummer/archive/2011/01/25/1944771.html
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