2018-08-04（15.5）多线程

python基础语法（15.5）

多线程

初步了解多线程

（个人理解）电脑的cpu一般情况下一次只能给一个进程提供服务，它给每个进程提供服务的时间是相同的，到达时间后就会给下一个进程提供服务，这种行为被称之为时间片轮转。但是由于cpu的速度实在太快了，所以造成看似好像是所有程序一起并发执行。

但是有些时候，有些程序较为耗费资源，一般cpu轮转提供给它的服务不足以支撑它运行。这时候他就会开多天线程，cpu会轮转给每个线程提供单位时间的服务。如此一来就可以让该程序获得更多的资源。

线程是应用程序中工作的最小单位。Python当前的多线程库没有实现优先级，线程组，线程也不能被停止，暂停，恢复，中断。

多线程具有以下有点：

• 使用线程可以把程序中长时间占用资源的任务放到后台处理。
• 可以让显示界面更加灵活，通过点击等事件去触发一些线程，并且可以在线程进行的过程中给用户相应的反馈。
• 提升程序运行速度。
• 一些不需要连续使用系统资源的任务，系统可以在任务间歇将CPU分配给其它进程，更好的利用系统资源。

如何使用多线程

Python的标准库给我们提供了两个标准模块：_thread 和threading。

_thread是低级模块，threading是高级模块，它对 _thread 进行了封装，我们常用threading模块。

threading提供的类

Thread

该类可以按一下两种方式安全的进行子类化：

1. 通过将可调用对象传递给构造函数。
2. 通过重写子类中的run（）方法。

这是一个构造函数，调用它需要传入关键字参数，其中

​ *group默认为空，为ThreadGroup将来扩展保留的。

​ *target是run()调用的可调用的对象方法。默认为none，表示不调用任何内容。

​ *name是线程名称，默认情况下，构造函数的唯一名称，形式为“Thread-N”，其中N是小十进制数。

​ *args是目标调用的参数元组，默认为（）

​ *kwargs是目标关键字参数的字典调用，默认为{}

​ 如果子类重写构造函数，则必须确保调用积累构造函数（Thread_init_()）

Lock

Rlock

Condition

Event

Timer

local

[Bounded]Semaphore

实例方法

• isAlive（）：返回线程是否在运行，在启动后，终止前都称之为运行。

• get/setName(name):获取/设置线程名

• start（）“线程准备就绪，等待CPU调度

• join（[timeout]）:阻塞当前的上下文环境的线程，直到调用此方法的线程终止或达到指定的timeout（可选参数）

  • 上下文

  每个线程都有属于它的一组CPU寄存器，称之为线程的上下文，上下文反应了线程上次运行该线程的CPU寄存器状态。

  指令指针和堆栈指针寄存器是线程上下文中两个重要的寄存器，线程总是在进程得到的上下文中运行的，这些地址都用于标注拥有线程的进程地址空间中的内存。

threading模块提供的常量

在threading.TIMEOUT_MAX设置threading全局超时时间。

以函数的形式来开启线程

import threading 
import time
#将要执行的方法作为参数传递给Thread的构造方法
def action(arg):
    time.sleep(1)
    print(threading.current_thread()) # 返回当前的线程对象
    
    print("The arg is:{0}".format(arg))#注意是format不是formate

for i in range(4):
    t = threading.Thread(target = action,args = (i,)) # 创建调用action的线程
    t.start() # 就绪线程，会自动执行run（）来运行线程
    
if __name__ == "__main__":
    print(threading.current_thread())
    print("main thread End")

运行结果：

<_MainThread(MainThread, started 24928)>
main thread End

The arg is :0


The arg is :2
The arg is :1

The arg is :3

用类来包装线程对象

即自己定义一个类来继承Thread，通过重写run（）方法来开启多线程。

代码实例：

class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self,arg):
        super(MyThread,self).__init__() #调用父类
        self.arg = arg #初始化传入参数
    def run(self): #重写该方法，定义每个线程要运行的函数
        time.sleep(1)
        print("The arg is :{0}".format(self.arg))
for i in range(4):
    t = MyThread(i)
    t.start()

运行结果：

The arg is :0
The arg is :2
The arg is :1
The arg is :3

threading模块提供的常用方法：

• threading.currentThread():返回当前的线程变量。
• threading.enumerate():返回一个包含正在运行的线程的list。（正在运行的线程是指线程启动后，结束前，不包括启动前和终止后的线程。）
• threading.active Count():返回正在运行的线程数量，与len(threading.enumerate())有相同的结果。

后台线程与前台线程

is/setDeamon(bool):获取/设置是否为后台线程（默认为前台线程（False））。

注: 在start（）之前设置

区别：

1. 后台线程，主线程结束，后台线程立刻停止。
2. 前台线程，主线程结束，等待前台线程执行完程序停止。

相同点：

​ 不论是前台还是后台，在主线程运行时它们也运行。

代码实例：

if __name__ == '__main__':
    for i in range(4):
        t = MyThread(i)
        t.setDaemon(True)
        t.start()

    print('main thread end!')

运行结果：

main thread end!

如果设置为前台线程，运行结果为：

main thread end!
The arg is :0
The arg is :1
The arg is :3
The arg is :2

join() 线程阻塞

该方法会阻塞当前上下文环境线程，直到调用此方法的线程终止或者到达指定的timeout。即使设置了setDeamon(True)主线程依旧要等待子线程结束。

** 线程必须先start()然后再join()**

代码实例：

if __name__ == '__main__':
    th=[]
    for i in range(100):
        t = MyThread(i)
        th.append(t)
        t.start()
        ```
        不能直接写成t.join(),这样只会阻塞主线程一次，无法确保再阻塞过程中线程都执行完。
        下面的for循环时要阻塞主线程，创建的线程数那么多次，可以保证主线程最后执行完。
        这种不同于再上面的for循环里写join（），写在上面会使每个线程不光阻塞主线程，也阻塞接下来的线程。时多线程无意义。
        ```
    for tt in th:
        tt.join()
    #设置join之后，主线程等待子线程全部执行完成后或者子线程超时后，主线程才结束
    print('main thread end!')