Python3 線程中常用的兩個模塊為:
_thread
threading(推薦使用)
thread 模塊已被廢棄储矩。用戶可以使用 threading 模塊代替感耙。所以,在 Python3 中不能再使用"thread" 模塊持隧。為了兼容性即硼,Python3 將 thread 重命名為 "_thread"。
開始學(xué)習(xí) Python 線程
Python 中使用線程有兩種方式:函數(shù)或者用類來包裝線程對象屡拨。
函數(shù)式:調(diào)用 _thread 模塊中的 start_new_thread() 函數(shù)來產(chǎn)生新線程只酥。語法如下:
_thread.start_new_thread ( function, args[, kwargs] )
參數(shù)說明:
function - 線程函數(shù)。
args - 傳遞給線程函數(shù)的參數(shù),他必須是個 tuple 類型呀狼。
kwargs - 可選參數(shù)层皱。
實例:
#!/usr/bin/python3
import _thread
import time
# 為線程定義一個函數(shù)
def print_time( threadName, delay):
? count = 0
? while count < 5:
? ? ? time.sleep(delay)
? ? ? count += 1
? ? ? print ("%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) ))
# 創(chuàng)建兩個線程
try:
? _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1", 2, ) )
? _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2", 4, ) )
except:
? print ("Error: 無法啟動線程")
while 1:
? pass
執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果如下:
Thread-1: Wed Apr? 6 11:36:31 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:36:33 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:36:33 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:36:35 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:36:37 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:36:37 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:36:39 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:36:41 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:36:45 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:36:49 2016
執(zhí)行以上程后可以按下 ctrl-c to 退出。
線程模塊
Python3 通過兩個標準庫 _thread 和 threading 提供對線程的支持赠潦。
_thread 提供了低級別的叫胖、原始的線程以及一個簡單的鎖,它相比于 threading 模塊的功能還是比較有限的她奥。
threading 模塊除了包含 _thread 模塊中的所有方法外瓮增,還提供的其他方法:
threading.currentThread(): 返回當前的線程變量。
threading.enumerate(): 返回一個包含正在運行的線程的list哩俭。正在運行指線程啟動后绷跑、結(jié)束前,不包括啟動前和終止后的線程凡资。
threading.activeCount(): 返回正在運行的線程數(shù)量砸捏,與 len(threading.enumerate()) 有相同的結(jié)果。
使用 threading 模塊創(chuàng)建線程
我們可以通過直接從 threading.Thread 繼承創(chuàng)建一個新的子類隙赁,并實例化后調(diào)用 start() 方法啟動新線程垦藏,即它調(diào)用了線程的 run() 方法:
#!/usr/bin/python3
import threading
import time
exitFlag = 0
class myThread (threading.Thread):
? ? def __init__(self, threadID, name, counter):
? ? ? ? threading.Thread.__init__(self)
? ? ? ? self.threadID = threadID
? ? ? ? self.name = name
? ? ? ? self.counter = counter
? ? def run(self):
? ? ? ? print ("開始線程:" + self.name)
? ? ? ? print_time(self.name, self.counter, 5)
? ? ? ? print ("退出線程:" + self.name)
def print_time(threadName, delay, counter):
? ? while counter:
? ? ? ? if exitFlag:
? ? ? ? ? ? threadName.exit()
? ? ? ? time.sleep(delay)
? ? ? ? print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time())))
? ? ? ? counter -= 1
# 創(chuàng)建新線程
thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)
# 開啟新線程
thread1.start()
thread2.start()
thread1.join()
thread2.join()
print ("退出主線程")
以上程序執(zhí)行結(jié)果如下;
開始線程:Thread-1
開始線程:Thread-2
Thread-1: Wed Apr? 6 11:46:46 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:46:47 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:46:47 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:46:48 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:46:49 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:46:49 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:46:50 2016
退出線程:Thread-1
Thread-2: Wed Apr? 6 11:46:51 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:46:53 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:46:55 2016
退出線程:Thread-2
退出主線程
線程同步
使用 Thread 對象的 Lock 和 Rlock 可以實現(xiàn)簡單的線程同步伞访,這兩個對象都有 acquire 方法和 release 方法掂骏,對于那些需要每次只允許一個線程操作的數(shù)據(jù),可以將其操作放到 acquire 和 release 方法之間厚掷。如下:
多線程的優(yōu)勢在于可以同時運行多個任務(wù)(至少感覺起來是這樣)弟灼。但是當線程需要共享數(shù)據(jù)時级解,可能存在數(shù)據(jù)不同步的問題。
考慮這樣一種情況:一個列表里所有元素都是 0田绑,線程"set"從后向前把所有元素改成 1勤哗,而線程"print"負責(zé)從前往后讀取列表并打印。
那么掩驱,可能線程"set"開始改的時候芒划,線程"print"便來打印列表了,輸出就成了一半 0 一半 1昙篙,這就是數(shù)據(jù)的不同步腊状。為了避免這種情況,引入了鎖的概念苔可。
鎖有兩種狀態(tài)——鎖定和未鎖定缴挖。每當一個線程比如"set"要訪問共享數(shù)據(jù)時,必須先獲得鎖定焚辅;如果已經(jīng)有別的線程比如"print"獲得鎖定了映屋,那么就讓線程"set"暫停,也就是同步阻塞同蜻;等到線程"print"訪問完畢棚点,釋放鎖以后,再讓線程"set"繼續(xù)湾蔓。
經(jīng)過這樣的處理瘫析,打印列表時要么全部輸出 0徊哑,要么全部輸出 1熙兔,不會再出現(xiàn)一半 0 一半 1 的尷尬場面。
實例:
#!/usr/bin/python3
import threading
import time
class myThread (threading.Thread):
? ? def __init__(self, threadID, name, counter):
? ? ? ? threading.Thread.__init__(self)
? ? ? ? self.threadID = threadID
? ? ? ? self.name = name
? ? ? ? self.counter = counter
? ? def run(self):
? ? ? ? print ("開啟線程: " + self.name)
? ? ? ? # 獲取鎖浦译,用于線程同步
? ? ? ? threadLock.acquire()
? ? ? ? print_time(self.name, self.counter, 3)
? ? ? ? # 釋放鎖桃序,開啟下一個線程
? ? ? ? threadLock.release()
def print_time(threadName, delay, counter):
? ? while counter:
? ? ? ? time.sleep(delay)
? ? ? ? print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time())))
? ? ? ? counter -= 1
threadLock = threading.Lock()
threads = []
# 創(chuàng)建新線程
thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)
# 開啟新線程
thread1.start()
thread2.start()
# 添加線程到線程列表
threads.append(thread1)
threads.append(thread2)
# 等待所有線程完成
for t in threads:
? ? t.join()
print ("退出主線程")
執(zhí)行以上程序杖虾,輸出結(jié)果為:
開啟線程: Thread-1
開啟線程: Thread-2
Thread-1: Wed Apr? 6 11:52:57 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:52:58 2016
Thread-1: Wed Apr? 6 11:52:59 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:53:01 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:53:03 2016
Thread-2: Wed Apr? 6 11:53:05 2016
退出主線程
線程優(yōu)先級隊列( Queue)
Python 的 Queue 模塊中提供了同步的、線程安全的隊列類媒熊,包括 FIFO(先入先出)隊列 Queue奇适,LIFO(后入先出)隊列 LifoQueue,和優(yōu)先級隊列 PriorityQueue芦鳍。
這些隊列都實現(xiàn)了鎖原語嚷往,能夠在多線程中直接使用,可以使用隊列來實現(xiàn)線程間的同步怜校。
Queue 模塊中的常用方法:
Queue.qsize() 返回隊列的大小
Queue.empty() 如果隊列為空间影,返回 True,反之 False
Queue.full() 如果隊列滿了,返回 True,反之 False
Queue.full 與 maxsize 大小對應(yīng)
Queue.get([block[, timeout]]) 獲取隊列茄茁,timeout 等待時間
Queue.get_nowait() 相當 Queue.get(False)
Queue.put(item) 寫入隊列魂贬,timeout 等待時間
實例:
#!/usr/bin/python3
import queue
import threading
import time
exitFlag = 0
class myThread (threading.Thread):
? ? def __init__(self, threadID, name, q):
? ? ? ? threading.Thread.__init__(self)
? ? ? ? self.threadID = threadID
? ? ? ? self.name = name
? ? ? ? self.q = q
? ? def run(self):
? ? ? ? print ("開啟線程:" + self.name)
? ? ? ? process_data(self.name, self.q)
? ? ? ? print ("退出線程:" + self.name)
def process_data(threadName, q):
? ? while not exitFlag:
? ? ? ? queueLock.acquire()
? ? ? ? if not workQueue.empty():
? ? ? ? ? ? data = q.get()
? ? ? ? ? ? queueLock.release()
? ? ? ? ? ? print ("%s processing %s" % (threadName, data))
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? queueLock.release()
? ? ? ? time.sleep(1)
threadList = ["Thread-1", "Thread-2", "Thread-3"]
nameList = ["One", "Two", "Three", "Four", "Five"]
queueLock = threading.Lock()
workQueue = queue.Queue(10)
threads = []
threadID = 1
# 創(chuàng)建新線程
for tName in threadList:
? ? thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
? ? thread.start()
? ? threads.append(thread)
? ? threadID += 1
# 填充隊列
queueLock.acquire()
for word in nameList:
? ? workQueue.put(word)
queueLock.release()
# 等待隊列清空
while not workQueue.empty():
? ? pass
# 通知線程是時候退出
exitFlag = 1
# 等待所有線程完成
for t in threads:
? ? t.join()
print ("退出主線程")
以上程序執(zhí)行結(jié)果:
開啟線程:Thread-1
開啟線程:Thread-2
開啟線程:Thread-3
Thread-3 processing One
Thread-1 processing Two
Thread-2 processing Three
Thread-3 processing Four
Thread-1 processing Five
退出線程:Thread-3
退出線程:Thread-2
退出線程:Thread-1
退出主線程
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