详解python多线程、锁、event事件机制的简单使用
线程和进程
1、线程共享创建它的进程的地址空间,进程有自己的地址空间
2、线程可以访问进程所有的数据,线程可以相互访问
3、线程之间的数据是独立的
4、子进程复制线程的数据
5、子进程启动后是独立的,父进程只能杀掉子进程,而不能进行数据交换
6、修改线程中的数据,都是会影响其他的线程,而对于进程的更改,不会影响子进程
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。
先来看看通过继承threading.Thread类来创建线程的例子:
importthreading importtime classMyThread(threading.Thread): def__init__(self,arg): #super(MyThread,self).__init__()#新式类继承原有方法写法 threading.Thread.__init__(self) self.arg=arg defrun(self): time.sleep(2) print(self.arg) foriinrange(10): thread=MyThread(i) print(thread.name) thread.start()
另外一种创建线程的方法:
importthreading importtime defprocess(arg): time.sleep(2) print(arg) foriinrange(10): t=threading.Thread(target=process,args=(i,)) print(t.name) t.start()
Thread类还定义了以下常用方法与属性:
Thread.getName()获取线程名称
Thread.setName()设置线程名称
Thread.name线程名称
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
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.is_alive()
Thread.isAlive()
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
PythonGIL(GlobalInterpreterLock)
GIL并不是Python的特性,它是在实现Python解析器(CPython)时所引入的一个概念。就好比C++是一套语言(语法)标准,但是可以用不同的编译器来编译成可执行代码。有名的编译器例如GCC,INTELC++,VisualC++等。Python也一样,同样一段代码可以通过CPython,PyPy,Psyco等不同的Python执行环境来执行。像其中的JPython就没有GIL。然而因为CPython是大部分环境下默认的Python执行环境。所以在很多人的概念里CPython就是Python,也就想当然的把GIL归结为Python语言的缺陷。所以这里要先明确一点:GIL并不是Python的特性,Python完全可以不依赖于GIL。
线程锁的使用:
#锁:GIL全局解释器它是为了保证线程在运行过程中不被抢占 number=0 lock=threading.RLock()#创建锁 defrun(num): lock.acquire()#加锁 globalnumber number+=1 print(number) time.sleep(2) lock.release()#释放锁 foriinrange(10): t=threading.Thread(target=run,args=(i,)) t.start()
Join&Daemon
主线程A中,创建了子线程B,并且在主线程A中调用了B.setDaemon(),这个的意思是,把主线程A设置为守护线程,这时候,要是主线程A执行结束了,就不管子线程B是否完成,一并和主线程A退出.这就是setDaemon方法的含义,这基本和join是相反的。此外,还有个要特别注意的:必须在start()方法调用之前设置,如果不设置为守护线程,程序会被无限挂起。
classMyThread1(threading.Thread): def__init__(self): threading.Thread.__init__(self) defrun(self): print("threadstart") time.sleep(3) print('threadend') print('mainstart') thread1=MyThread1() #thread1.setDaemon(True)#设置子线程是否跟随主线程一起结束 thread1.start() time.sleep(1) print('satrtjoin') #thread1.join()#使主线程阻塞,直至子线程运行完毕再继续主线程 print('endjoin')
defrun(n): print('[%s]------running----\n'%n) time.sleep(2) print('--done--') defmain(): foriinrange(5): t=threading.Thread(target=run,args=[i,]) t.start() #t.join() print('startingthread',t.getName()) m=threading.Thread(target=main,args=[]) #m.setDaemon(True)#将主线程设置为Daemon线程,它退出时,其它子线程会同时退出,不管是否执行完任务 m.start() #m.join()#使主线程阻塞,直至子线程运行完毕再继续主线程 print("---mainthreaddone----")
线程锁(互斥锁Mutex)
一个进程下可以启动多个线程,多个线程共享父进程的内存空间,也就意味着每个线程可以访问同一份数据,此时,如果2个线程同时要修改同一份数据,会出现什么状况?
num=100#设定一个共享变量 defsubNum(): globalnum#在每个线程中都获取这个全局变量 print('--getnum:',num) time.sleep(2) num-=1#对此公共变量进行-1操作 thread_list=[] foriinrange(100): t=threading.Thread(target=subNum) t.start() thread_list.append(t) fortinthread_list:#等待所有线程执行完毕 t.join() print('finalnum:',num)
#加锁版本 defsubNum(): globalnum#在每个线程中都获取这个全局变量 print('--getnum:',num) time.sleep(1) lock.acquire()#修改数据前加锁 num-=1#对此公共变量进行-1操作 lock.release()#修改后释放 num=100#设定一个共享变量 thread_list=[] lock=threading.Lock()#生成全局锁 foriinrange(100): t=threading.Thread(target=subNum) t.start() thread_list.append(t) fortinthread_list:#等待所有线程执行完毕 t.join() print('finalnum:',num)
Rlock与Lock的区别:
RLock允许在同一线程中被多次acquire。而Lock却不允许这种情况。否则会出现死循环,程序不知道解哪一把锁。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锁
Events
Python提供了Event对象用于线程间通信,它是由线程设置的信号标志,如果信号标志位真,则其他线程等待直到信号接触。
Event对象实现了简单的线程通信机制,它提供了设置信号,清除信号,等待等用于实现线程间的通信。
event=threading.Event()创建一个event
1设置信号
event.set()
使用Event的set()方法可以设置Event对象内部的信号标志为真。Event对象提供了isSet()方法来判断其内部信号标志的状态。
当使用event对象的set()方法后,isSet()方法返回真
2清除信号
event.clear()
使用Event对象的clear()方法可以清除Event对象内部的信号标志,即将其设为假,当使用Event的clear方法后,isSet()方法返回假
3等待
event.wait()
Event对象wait的方法只有在内部信号为真的时候才会很快的执行并完成返回。当Event对象的内部信号标志位假时,
则wait方法一直等待到其为真时才返回。也就是说必须set新号标志位真
defdo(event): print('start') event.wait() print('execute') event_obj=threading.Event() foriinrange(10): t=threading.Thread(target=do,args=(event_obj,)) t.start() event_obj.clear() inp=input('输入内容:') ifinp=='true': event_obj.set()
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