Python多线程编程

线程与进程的不同之处在于，它们共享状态、内存和资源。对于线程来说，这个简单的区别既是它的优势，又是它的缺点。一方面，线程是轻量级的，并且相互之间易于通信，但另一方面，它们也带来了包括死锁、争用条件和高复杂性在内的各种问题。幸运的是，由于 GIL 和队列模块，与采用其他的语言相比，采用 Python 语言在线程实现的复杂性上要低得多。

全局解释器锁 (Global Interpretor Lock) 说明 Python 解释器并不是线程安全的。当前线程必须持有全局锁，以便对 Python 对象进行安全地访问。因为只有一个线程可以获得 Python 对象/C API，所以解释器每经过 100 个字节码的指令，就有规律地释放和重新获得锁。解释器对线程切换进行检查的频率可以通过 sys.setcheckinterval() 函数来进行控制。

需要说明的是，因为 GIL，CPU 受限的应用程序将无法从线程的使用中受益。使用 Python 时，建议使用进程，或者混合创建进程和线程。

Python中如果要使用线程的话，python的lib中提供了两种方式。一种是函数式，一种是用类来包装的线程对象。

关于多线程编程的其他知识例如互斥、信号量、临界区等请参考python的文档及相关资料。

下面来看一下使用python进行多线程编程的两个方式

函数式

调用thread模块中的start_new_thread()函数来产生新的线程，示例代码如下：

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf8

import time
import thread

def timer(no, interval):
    """"""
    print 'Thread :(%d) Time:%s'%(no,time.ctime())
    time.sleep(interval)
    print 'Thread :(%d) End.'%no
        
def test():
    """"""
    thread.start_new_thread(timer,(1,1))
    thread.start_new_thread(timer,(2,3)) 
    time.sleep(5)
    
if __name__ == '__main__':
    test()

这个是thread.start_new_thread(function,args[,kwargs])函数原型，其中function参数是你将要调用的线程函数；args是讲传递给你的线程函数的参数，他必须是个tuple类型；而kwargs是可选的参数。 线程的结束一般依靠线程函数的自然结束；也可以在线程函数中调用thread.exit()，他抛出SystemExit exception，达到退出线程的目的。

继承式

通过调用threading模块继承threading.Thread类来包装一个线程对象。示例代码如下：

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf8
import threading  
import time  
class timer(threading.Thread):     #我的timer类继承自threading.Thread类   
     def __init__(self,no,interval):    
         #在我重写__init__方法的时候要记得调用基类的__init__方法   
         threading.Thread.__init__(self)        
         self.no=no   
         self.interval=interval   
            
     def run(self):  #重写run()方法，把自己的线程函数的代码放到这里   
         print 'Thread Object %s (%d), Time:%s'%(self.getName(),self.no,time.ctime())   
         time.sleep(self.interval)   
                
 def test():   
     threadone=timer(1,1)    #产生2个线程对象   
     threadtwo=timer(2,3)   
     threadone.start()   #通过调用线程对象的.start()方法来激活线程   
     threadtwo.start()   
        
 if __name__=='__main__':   
     test() 

 

多线程分析

getName()是threading.Thread类的一个方法，用来获得这个线程对象的name。还有一个方法setName()当然就是来设置这个线程对象的name的了。

1. 创建一个线程，首先就要先创建一个线程对象:threadone=timer(1,1) 一个线程对象被创建后，他就处于“born”（诞生状态）
2. 启动线程，调用线程对象的start()方法即可:mythread1.start() 现在线程就处于“ready”状态或者也称为“runnable”状态。
3. 线程在未分到CPU时间片处理时处于“sleep”状态
4. 一般来说当线程对象的run方法执行结束或者在执行中抛出异常的话，那么这个线程就会结束了，处于“dead”状态。系统会自动对“dead”状态线程进行清理。
5. 如果一个线程t1在执行的过程中需要等待另一个线程t2执行结束后才能运行的话那就可以在t1中调用t2的join()方法
6. 如果一个进程的主线程运行完毕而子线程还在执行的话，那么进程就不会退出，直到所有子线程结束为止。

如何让主线程结束的时候其他子线程也退出呢？使用线程对象的setDaemon()方法，参数为bool型。True的话就代表你要听话，我老大（主线程）扯呼，你也要跟着撤，不能拖后腿。如果是False的话就不用那么听话了，老大允许你们将在外军命有所不受的。需要注意的是setDaemon()方法必须在线程对象没有调用start()方法之前调用，否则没效果。

t1 = mythread('t1')
print t1.getName(),t1.isDaemon()
t1.setDaemon(True)
print t1.getName(),t1.isDaemon()
t1.start()
print 'main thread exit'

 

获得与线程有关的信息

a.获得当前正在运行的线程的引用

 running = threading.currentThread()

b.获得当前所有活动对象（即run方法开始但是未终止的任何线程）的一个列表

 threadlist = threading.enumerate()

c.获得这个列表的长度

threadcount = threading.activeCount()

d.查看一个线程对象的状态调用这个线程对象的isAlive()方法，返回1代表处于“runnable”状态且没有“dead”

threadflag = threading.isAlive()