Python多线程编程
运行多个线程类似于同时运行多个不同的程序,但具有以下优点:
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进程中的多个线程与主线程共享相同的数据空间,因此与单独的进程相比,可以更轻松地共享信息或彼此通信。
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线程有时称为轻量级进程,它们不需要太多的内存开销。它们比流程便宜。
线程具有开始,执行序列和结论。它具有一个指令指针,可跟踪其上下文中当前正在运行的位置。
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可以抢占(中断)
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可以在其他线程正在运行时将其暂时置于暂停状态(也称为休眠)-这称为yield。
开始一个新线程
要生成另一个线程,你需要调用以下可用的方法 thread module:
thread.start_new_thread ( function, args[, kwargs] )
通过此方法调用,可以快速有效地在Linux和Windows中创建新线程。
方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数 args 。当函数返回时,线程终止。
Here, args 是争论的元组;使用一个空的元组在不传递任何参数的情况下调用函数。 kwargs 是关键字参数的可选字典。
#!/usr/bin/python import thread import time # Define a function for the thread def print_time( threadName, delay): count = 0 while count < 5: time.sleep(delay) count += 1 print "%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) ) # Create two threads as follows try: thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1", 2, ) ) thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2", 4, ) ) except: print "Error: unable to start thread" while 1: pass
执行以上代码后,将产生以下结果:
Thread-1: Thu Jan 22 15穿线17 2009 Thread-1: Thu Jan 22 15穿线19 2009 Thread-2: Thu Jan 22 15穿线19 2009 Thread-1: Thu Jan 22 15穿线21 2009 Thread-2: Thu Jan 22 15穿线23 2009 Thread-1: Thu Jan 22 15穿线23 2009 Thread-1: Thu Jan 22 15穿线25 2009 Thread-2: Thu Jan 22 15穿线27 2009 Thread-2: Thu Jan 22 15穿线31 2009 Thread-2: Thu Jan 22 15穿线35 2009
虽然它对于低级线程非常有效,但是 thread 与较新的线程模块相比,该模块的功能非常有限。
The 穿线 Module
与上一节中讨论的线程模块相比,Python 2.4中包含的更新的线程模块为线程提供了更强大的高级支持。
The 穿线 模块公开了 thread 模块,并提供一些其他方法:
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threading.activeCount() :返回活动的线程对象数。
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threading.currentThread() :返回调用者线程控件中线程对象的数量。
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threading.enumerate() :返回当前处于活动状态的所有线程对象的列表。
除了这些方法之外,线程模块还具有 Thread 实现线程的类。所提供的方法 Thread 班级如下:
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run() :run()方法是线程的入口点。
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start() :start()方法通过调用run方法来启动线程。
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加入([时间]) :join()等待线程终止。
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活着() :isAlive()方法检查线程是否仍在执行。
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getName() :getName()方法返回线程的名称。
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setName() :setName()方法设置线程的名称。
使用创建线程 穿线 Module
要使用线程模块实现新线程,你必须执行以下操作:
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定义一个新的子类 Thread class.
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覆盖 __init __(self [,args]) 添加其他参数的方法。
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然后,重写run(self [,args])方法以实现线程在启动时应执行的操作。
创建新的 Thread 子类,你可以创建它的实例,然后通过调用 start() ,依次调用 run() method.
#!/usr/bin/python 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 "Starting " + self.name print_time(self.name, 5, self.counter) print "Exiting " + self.name def print_time(threadName, counter, delay): while counter: if exitFlag: threadName.exit() time.sleep(delay) print "%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time())) counter -= 1 # Create new threads thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1) thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2) # Start new Threads thread1.start() thread2.start() print "Exiting Main Thread"
执行以上代码后,将产生以下结果:
Starting Thread-1 Starting Thread-2 Exiting Main Thread Thread-1: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数03 2013 Thread-1: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数04 2013 Thread-2: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数04 2013 Thread-1: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数05 2013 Thread-1: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数06 2013 Thread-2: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数06 2013 Thread-1: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数07 2013 Exiting Thread-1 Thread-2: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数08 2013 Thread-2: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数10 2013 Thread-2: Thu Mar 21 09方法调用立即返回,子线程启动,并使用传递的列表调用函数12 2013 Exiting Thread-2
同步线程
Python随附的线程模块包括易于实现的锁定机制,可让你同步线程。通过调用 Lock() 方法,该方法返回新锁。
The 获取(阻止) 新锁对象的方法用于强制线程同步运行。可选的 blocking 参数使你可以控制线程是否等待获取锁。
If blocking 设置为0时,如果无法获取锁,则线程立即返回0值,如果获取锁,则线程立即返回1。如果将blocking设置为1,则线程将阻塞并等待释放锁。
The 释放() 新的锁对象的方法用于在不再需要时释放锁。
#!/usr/bin/python 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 "Starting " + self.name # Get lock to synchronize threads threadLock.acquire() print_time(self.name, self.counter, 3) # Free lock to release next thread 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 = [] # Create new threads thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1) thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2) # Start new Threads thread1.start() thread2.start() # Add threads to thread list threads.append(thread1) threads.append(thread2) # Wait for all threads to complete for t in threads: t.join() print "Exiting Main Thread"
执行以上代码后,将产生以下结果:
Starting Thread-1 Starting Thread-2 Thread-1: Thu Mar 21 09。当函数返回时,线程终止。28 2013 Thread-1: Thu Mar 21 09。当函数返回时,线程终止。29 2013 Thread-1: Thu Mar 21 09。当函数返回时,线程终止。30 2013 Thread-2: Thu Mar 21 09。当函数返回时,线程终止。32 2013 Thread-2: Thu Mar 21 09。当函数返回时,线程终止。34 2013 Thread-2: Thu Mar 21 09。当函数返回时,线程终止。36 2013 Exiting Main Thread
多线程优先级队列
The Queue 模块允许你创建一个可以容纳特定数量项目的新队列对象。有以下几种控制队列的方法:
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get() :get()从队列中删除并返回一个项目。
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put() :推杆将项目添加到队列中。
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qsize() :qsize()返回队列中当前存在的项目数。
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empty() :如果队列为空,则Empty()返回True;否则,返回true。否则为False。
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full() :如果队列已满,则full()返回True;否则,返回true。否则为False。
#!/usr/bin/python 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 "Starting " + self.name process_data(self.name, self.q) print "Exiting " + 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 # Create new threads for tName in threadList: thread = myThread(threadID, tName, workQueue) thread.start() threads.append(thread) threadID += 1 # Fill the queue queueLock.acquire() for word in nameList: workQueue.put(word) queueLock.release() # Wait for queue to empty while not workQueue.empty(): pass # Notify threads it's time to exit exitFlag = 1 # Wait for all threads to complete for t in threads: t.join() print "Exiting Main Thread"
执行以上代码后,将产生以下结果:
Starting Thread-1 Starting Thread-2 Starting Thread-3 Thread-1 processing One Thread-2 processing Two Thread-3 processing Three Thread-1 processing Four Thread-2 processing Five Exiting Thread-3 Exiting Thread-1 Exiting Thread-2 Exiting Main Thread