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python: thread

2013年09月06日 ⁄ 综合 ⁄ 共 10412字 ⁄ 字号 小 中 大 ⁄ 评论关闭
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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：

 

 
  1. #coding=gbk   
  2. import threading, time, random  
  3. count = 0  
  4. class Counter(threading.Thread):  
  5.     def __init__(self, lock, threadName):  
  6.         ''''''''@summary: 初始化对象。  
  7.          
  8.         @param lock: 琐对象。  
  9.         @param threadName: 线程名称。  
  10.         ''''''''  
  11.         super(Counter, self).__init__(name = threadName)  #注意：一定要显式的调用父类的初始
      
  12. 化函数。  
  13.         self.lock = lock  
  14.       
  15.     def run(self):  
  16.         ''''''''@summary: 重写父类run方法，在线程启动后执行该方法内的代码。  
  17.         ''''''''  
  18.         global count  
  19.         self.lock.acquire()  
  20.         for i in xrange(10000):  
  21.             count = count + 1  
  22.         self.lock.release()  
  23. lock = threading.Lock()  
  24. for i in range(5):   
  25.     Counter(lock, "thread-" + str(i)).start()  
  26. time.sleep(2)   #确保线程都执行完毕
      
  27. print count  

 

　　在代码中，我们创建了一个Counter类，它继承了threading.Thread。初始化函数接收两个参数，一个是琐对象，另一个是线程的名称。在Counter中，重写了从父类继承的run方法，run方法将一个全局变量逐一的增加10000。在接下来的代码中，创建了五个Counter对象，分别调用其start方法。最后打印结果。这里要说明一下run方法 和start方法: 它们都是从Thread继承而来的，run()方法将在线程开启后执行，可以把相关的逻辑写到run方法中（通常把run方法称为活动[Activity]。）；start()方法用于启动线程。

 

　　再看看另外一种创建线程的方法：

 

 
  1. import threading, time, random  
  2. count = 0  
  3. lock = threading.Lock()  
  4. def doAdd():  
  5.     ''''''''@summary: 将全局变量count 逐一的增加10000。  
  6.     ''''''''  
  7.     global count, lock  
  8.     lock.acquire()  
  9.     for i in xrange(10000):  
  10.         count = count + 1  
  11.     lock.release()  
  12. for i in range(5):  
  13.     threading.Thread(target = doAdd, args = (), name = ''thread-'' + str(i)).start()  
  14. time.sleep(2)   #确保线程都执行完毕
      
  15. print count  

 

　　在这段代码中，我们定义了方法doAdd，它将全局变量count逐一的增加10000。然后创建了5个Thread对象，把函数对象doAdd作为参数传给它的初始化函数，再调用Thread对象的start方法，线程启动后将执行doAdd函数。这里有必要介绍一下threading.Thread类的初始化函数原型：
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：

 

 
  1. import threading, time  
  2. def doWaiting():  
  3.     print ''start waiting:'', time.strftime(''%H:%M:%S'')  
  4.     time.sleep(3)  
  5.     print ''stop waiting'', time.strftime(''%H:%M:%S'')  
  6. thread1 = threading.Thread(target = doWaiting)  
  7. thread1.start()  
  8. time.sleep(1)  #确保线程thread1已经启动
      
  9. print ''start join''  
  10. thread1.join()  #将一直堵塞，直到thread1运行结束。
      
  11. 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：

 

 
  1. import threading  
  2. lock = threading.Lock() #Lock对象
      
  3. lock.acquire()  
  4. lock.acquire()  #产生了死琐。   
  5. lock.release()  
  6. lock.release()  

 

 

 
  1. import threading  
  2. rLock = threading.RLock()  #RLock对象
      
  3. rLock.acquire()  
  4. rLock.acquire() #在同一线程内，程序不会堵塞。
      
  5. rLock.release()  
  6. rLock.release()  


　　这两种琐的主要区别是：RLock允许在同一线程中被多次acquire。而Lock却不允许这种情况。注意：如果使用RLock，那么acquire和release必须成对出现，即调用了n次acquire，必须调用n次的release才能真正释放所占用的琐。

 

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。

 

 
  1. #---- Condition   
  2. #---- 捉迷藏的游戏   
  3. import threading, time  
  4. class Hider(threading.Thread):  
  5.     def __init__(self, cond, name):  
  6.         super(Hider, self).__init__()  
  7.         self.cond = cond  
  8.         self.name = name  
  9.       
  10.     def run(self):  
  11.         time.sleep(1) #确保先运行Seeker中的方法   
      
  12.           
  13.         self.cond.acquire() #b    
      
  14.         print self.name + '': 我已经把眼睛蒙上了''  
  15.         self.cond.notify()  
  16.         self.cond.wait() #c    
      
  17.                          #f 
      
  18.         print self.name + '': 我找到你了 ~_~''  
  19.         self.cond.notify()  
  20.         self.cond.release()  
  21.                             #g
      
  22.         print self.name + '': 我赢了''   #h
      
  23.           
  24. class Seeker(threading.Thread):  
  25.     def __init__(self, cond, name):  
  26.         super(Seeker, self).__init__()  
  27.         self.cond = cond  
  28.         self.name = name  
  29.     def run(self):  
  30.         self.cond.acquire()  
  31.         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
      
  32. 有琐。  
  33.                             #d
      
  34.         print self.name + '': 我已经藏好了，你快来找我吧''  
  35.         self.cond.notify()  
  36.         self.cond.wait()    #e
      
  37.                             #h
      
  38.         self.cond.release()   
  39.         print self.name + '': 被你找到了，哎~~~''  
  40.           
  41. cond = threading.Condition()  
  42. seeker = Seeker(cond, ''seeker'')  
  43. hider = Hider(cond, ''hider'')  
  44. seeker.start()  
  45. 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)

 

 
  1. #---- Event   
  2. #---- 捉迷藏的游戏   
  3. import threading, time  
  4. class Hider(threading.Thread):  
  5.     def __init__(self, cond, name):  
  6.         super(Hider, self).__init__()  
  7.         self.cond = cond  
  8.         self.name = name  
  9.       
  10.     def run(self):  
  11.         time.sleep(1) #确保先运行Seeker中的方法   
      
  12.           
  13.         print self.name + '': 我已经把眼睛蒙上了''  
  14.           
  15.         self.cond.set()  
  16.           
  17.         time.sleep(1)     
  18.           
  19.         self.cond.wait()  
  20.         print self.name + '': 我找到你了 ~_~''  
  21.           
  22.         self.cond.set()  
  23.                               
  24.         print self.name + '': 我赢了''  
  25.           
  26. class Seeker(threading.Thread):  
  27.     def __init__(self, cond, name):  
  28.         super(Seeker, self).__init__()  
  29.         self.cond = cond  
  30.         self.name = name  
  31.     def run(self):  
  32.         self.cond.wait()  
  33.                           
  34.         print self.name + '': 我已经藏好了，你快来找我吧''  
  35.         self.cond.set()  
  36.           
  37.         time.sleep(1)  
  38.         self.cond.wait()  
  39.                               
  40.         print self.name + '': 被你找到了，哎~~~''  
  41.           
  42. cond = threading.Event()  
  43. seeker = Seeker(cond, ''seeker'')  
  44. hider = Hider(cond, ''hider'')  
  45. seeker.start()  
  46. 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：

 

 
  1. def hello():  
  2.     print "hello, world"  
  3. t = Timer(3, hello)  
  4. t.start() # 3秒钟之后执行hello函数。  

 

　　threading模块中还有一些常用的方法没有介绍：

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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