threading.Thread
Thread 是threading模塊中最重要的類之一,可以使用它來創(chuàng)建線程。有兩種方式來創(chuàng)建線程:一種是通過繼承Thread類,重寫它的run方法;另一種是創(chuàng)建一個threading.Thread對象,在它的初始化函數(shù)(__init__)中將可調(diào)用對象作為參數(shù)傳入。下面分別舉例說明。先來看看通過繼承threading.Thread類來創(chuàng)建線程的例子:
#coding=gbkimport threading, time, randomcount = 0class Counter(threading.Thread): def __init__(self, lock, threadName): '''@summary: 初始化對象。 @param lock: 瑣對象。 @param threadName: 線程名稱。 ''' super(Counter, self).__init__(name = threadName) #注意:一定要顯式的調(diào)用父類的初始化函數(shù)。 self.lock = lock def run(self): '''@summary: 重寫父類run方法,在線程啟動后執(zhí)行該方法內(nèi)的代碼。 ''' global count self.lock.acquire() for i in xrange(10000): count = count + 1 self.lock.release()lock = threading.Lock()for i in range(5): Counter(lock, "thread-" + str(i)).start()time.sleep(2) #確保線程都執(zhí)行完畢print count
在代碼中,我們創(chuàng)建了一個Counter類,它繼承了threading.Thread。初始化函數(shù)接收兩個參數(shù),一個是瑣對象,另一個是線程的名稱。在Counter中,重寫了從父類繼承的run方法,run方法將一個全局變量逐一的增加10000。在接下來的代碼中,創(chuàng)建了五個Counter對象,分別調(diào)用其start方法。最后打印結果。這里要說明一下run方法 和start方法: 它們都是從Thread繼承而來的,run()方法將在線程開啟后執(zhí)行,可以把相關的邏輯寫到run方法中(通常把run方法稱為活動[Activity]。);start()方法用于啟動線程。
再看看另外一種創(chuàng)建線程的方法:
import threading, time, randomcount = 0lock = threading.Lock()def doAdd(): '''@summary: 將全局變量count 逐一的增加10000。 ''' global count, lock lock.acquire() for i in xrange(10000): count = count + 1 lock.release()for i in range(5): threading.Thread(target = doAdd, args = (), name = 'thread-' + str(i)).start()time.sleep(2) #確保線程都執(zhí)行完畢print count
在這段代碼中,我們定義了方法doAdd,它將全局變量count 逐一的增加10000。然后創(chuàng)建了5個Thread對象,把函數(shù)對象doAdd 作為參數(shù)傳給它的初始化函數(shù),再調(diào)用Thread對象的start方法,線程啟動后將執(zhí)行doAdd函數(shù)。這里有必要介紹一下threading.Thread類的初始化函數(shù)原型:
def __init__(self, group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})Thread類還定義了以下常用方法與屬性:
Thread.getName()Thread.setName()Thread.name
用于獲取和設置線程的名稱。
Thread.ident
獲取線程的標識符。線程標識符是一個非零整數(shù),只有在調(diào)用了start()方法之后該屬性才有效,否則它只返回None。
Thread.is_alive()Thread.isAlive()
判斷線程是否是激活的(alive)。從調(diào)用start()方法啟動線程,到run()方法執(zhí)行完畢或遇到未處理異常而中斷 這段時間內(nèi),線程是激活的。
Thread.join([timeout])
調(diào)用Thread.join將會使主調(diào)線程堵塞,直到被調(diào)用線程運行結束或超時。參數(shù)timeout是一個數(shù)值類型,表示超時時間,如果未提供該參數(shù),那么主調(diào)線程將一直堵塞到被調(diào)線程結束。下面舉個例子說明join()的使用:
import threading, timedef doWaiting(): print 'start waiting:', time.strftime('%H:%M:%S') time.sleep(3) print 'stop waiting', time.strftime('%H:%M:%S')thread1 = threading.Thread(target = doWaiting)thread1.start()time.sleep(1) #確保線程thread1已經(jīng)啟動print 'start join'thread1.join() #將一直堵塞,直到thread1運行結束。print 'end join'threading.RLock和threading.Lock
在threading模塊中,定義兩種類型的瑣:threading.Lock和threading.RLock。它們之間有一點細微的區(qū)別,通過比較下面兩段代碼來說明:
import threadinglock = threading.Lock() #Lock對象lock.acquire()lock.acquire() #產(chǎn)生了死瑣。lock.release()lock.release() import threadingrLock = threading.RLock() #RLock對象rLock.acquire()rLock.acquire() #在同一線程內(nèi),程序不會堵塞。rLock.release()rLock.release()
這兩種瑣的主要區(qū)別是:RLock允許在同一線程中被多次acquire。而Lock卻不允許這種情況。注意:如果使用RLock,那么acquire和release必須成對出現(xiàn),即調(diào)用了n次acquire,必須調(diào)用n次的release才能真正釋放所占用的瑣。
threading.Condition
可以把Condiftion理解為一把高級的瑣,它提供了比Lock, RLock更高級的功能,允許我們能夠控制復雜的線程同步問題。threadiong.Condition在內(nèi)部維護一個瑣對象(默認是RLock),可以在創(chuàng)建Condigtion對象的時候把瑣對象作為參數(shù)傳入。Condition也提供了acquire, release方法,其含義與瑣的acquire, release方法一致,其實它只是簡單的調(diào)用內(nèi)部瑣對象的對應的方法而已。Condition還提供了如下方法(特別要注意:這些方法只有在占用瑣(acquire)之后才能調(diào)用,否則將會報RuntimeError異常。):
Condition.wait([timeout]):
wait方法釋放內(nèi)部所占用的瑣,同時線程被掛起,直至接收到通知被喚醒或超時(如果提供了timeout參數(shù)的話)。當線程被喚醒并重新占有瑣的時候,程序才會繼續(xù)執(zhí)行下去。
Condition.notify():
喚醒一個掛起的線程(如果存在掛起的線程)。注意:notify()方法不會釋放所占用的瑣。
Condition.notify_all()Condition.notifyAll()
喚醒所有掛起的線程(如果存在掛起的線程)。注意:這些方法不會釋放所占用的瑣。
現(xiàn)在寫個捉迷藏的游戲來具體介紹threading.Condition的基本使用。假設這個游戲由兩個人來玩,一個藏(Hider),一個找(Seeker)。游戲的規(guī)則如下:1. 游戲開始之后,Seeker先把自己眼睛蒙上,蒙上眼睛后,就通知Hider;2. Hider接收通知后開始找地方將自己藏起來,藏好之后,再通知Seeker可以找了; 3. Seeker接收到通知之后,就開始找Hider。Hider和Seeker都是獨立的個體,在程序中用兩個獨立的線程來表示,在游戲過程中,兩者之間的行為有一定的時序關系,我們通過Condition來控制這種時序關系。
#---- Condition#---- 捉迷藏的游戲import threading, timeclass Hider(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Hider, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): time.sleep(1) #確保先運行Seeker中的方法 self.cond.acquire() #b print self.name + ': 我已經(jīng)把眼睛蒙上了' self.cond.notify() self.cond.wait() #c #f print self.name + ': 我找到你了 ~_~' self.cond.notify() self.cond.release() #g print self.name + ': 我贏了' #h class Seeker(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Seeker, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): self.cond.acquire() self.cond.wait() #a #釋放對瑣的占用,同時線程掛起在這里,直到被notify并重新占有瑣。 #d print self.name + ': 我已經(jīng)藏好了,你快來找我吧' self.cond.notify() self.cond.wait() #e #h self.cond.release() print self.name + ': 被你找到了,哎~~~' cond = threading.Condition()seeker = Seeker(cond, 'seeker')hider = Hider(cond, 'hider')seeker.start()hider.start()
threading.Event
Event實現(xiàn)與Condition類似的功能,不過比Condition簡單一點。它通過維護內(nèi)部的標識符來實現(xiàn)線程間的同步問題。(threading.Event和.NET中的System.Threading.ManualResetEvent類實現(xiàn)同樣的功能。)
Event.wait([timeout])
堵塞線程,直到Event對象內(nèi)部標識位被設為True或超時(如果提供了參數(shù)timeout)。
Event.set()
將標識位設為Ture
Event.clear()
將標識伴設為False。
Event.isSet()
判斷標識位是否為Ture。
下面使用Event來實現(xiàn)捉迷藏的游戲(可能用Event來實現(xiàn)不是很形象)
#---- Event#---- 捉迷藏的游戲import threading, timeclass Hider(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Hider, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): time.sleep(1) #確保先運行Seeker中的方法 print self.name + ': 我已經(jīng)把眼睛蒙上了' self.cond.set() time.sleep(1) self.cond.wait() print self.name + ': 我找到你了 ~_~' self.cond.set() print self.name + ': 我贏了' class Seeker(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Seeker, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): self.cond.wait() print self.name + ': 我已經(jīng)藏好了,你快來找我吧' self.cond.set() time.sleep(1) self.cond.wait() print self.name + ': 被你找到了,哎~~~' cond = threading.Event()seeker = Seeker(cond, 'seeker')hider = Hider(cond, 'hider')seeker.start()hider.start()
threading.Timer
threading.Timer是threading.Thread的子類,可以在指定時間間隔后執(zhí)行某個操作。下面是Python手冊上提供的一個例子:
def hello(): print "hello, world"t = Timer(3, hello)t.start() # 3秒鐘之后執(zhí)行hello函數(shù)。
threading模塊中還有一些常用的方法沒有介紹:
threading.active_count()threading.activeCount()
獲取當前活動的(alive)線程的個數(shù)。
threading.current_thread()threading.currentThread()
獲取當前的線程對象(Thread object)。
threading.enumerate()
獲取當前所有活動線程的列表。
threading.settrace(func)
設置一個跟蹤函數(shù),用于在run()執(zhí)行之前被調(diào)用。
threading.setprofile(func)
設置一個跟蹤函數(shù),用于在run()執(zhí)行完畢之后調(diào)用。
threading模塊的內(nèi)容很多,一篇文章很難寫全,更多關于threading模塊的信息,請查詢Python手冊 threading模塊。
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