Python线程指南(结束)

3.5. Semaphore/BoundedSemaphore

Semaphore（信号量）是计算机科学史上最古老的同步指令之一。Semaphore管理一个内置的计数器，每当调用acquire()时-1，调用release() 时+1。计数器不能小于0；当计数器为0时，acquire()将阻塞线程至同步锁定状态，直到其他线程调用release()。

基于这个特点，Semaphore经常用来同步一些有“访客上限”的对象，比如连接池。

BoundedSemaphore 与Semaphore的唯一区别在于前者将在调用release()时检查计数器的值是否超过了计数器的初始值，如果超过了将抛出一个异常。

构造方法： 
Semaphore(value=1): value是计数器的初始值。

实例方法： 
acquire([timeout]): 请求Semaphore。如果计数器为0，将阻塞线程至同步阻塞状态；否则将计数器-1并立即返回。 
release(): 释放Semaphore，将计数器+1，如果使用BoundedSemaphore，还将进行释放次数检查。release()方法不检查线程是否已获得 Semaphore。

01 # encoding: UTF-8
02 import threading
03 import time
04
05 # 计数器初值为2
06 semaphore = threading.Semaphore(2)
07
08 def func():
09
10     # 请求Semaphore，成功后计数器-1；计数器为0时阻塞
11     print '%s acquire semaphore...' % threading.currentThread().getName()
12     if semaphore.acquire():
13
14         print '%s get semaphore' % threading.currentThread().getName()
15         time.sleep(4)
16
17         # 释放Semaphore，计数器+1
18         print '%s release semaphore' % threading.currentThread().getName()
19         semaphore.release()
20
21 t1 = threading.Thread(target=func)
22 t2 = threading.Thread(target=func)
23 t3 = threading.Thread(target=func)
24 t4 = threading.Thread(target=func)
25 t1.start()
26 t2.start()
27 t3.start()
28 t4.start()
29
30 time.sleep(2)
31
32 # 没有获得semaphore的主线程也可以调用release
33 # 若使用BoundedSemaphore，t4释放semaphore时将抛出异常
34 print 'MainThread release semaphore without acquire'
35 semaphore.release()

3.6. Event

Event（事件）是最简单的线程通信机制之一：一个线程通知事件，其他线程等待事件。Event内置了一个初始为False的标志，当调用set()时设为True，调用clear()时重置为 False。wait()将阻塞线程至等待阻塞状态。

Event其实就是一个简化版的 Condition。Event没有锁，无法使线程进入同步阻塞状态。

构造方法： 
Event()

实例方法： 
isSet(): 当内置标志为True时返回True。 
set(): 将标志设为True，并通知所有处于等待阻塞状态的线程恢复运行状态。 
clear(): 将标志设为False。 
wait([timeout]): 如果标志为True将立即返回，否则阻塞线程至等待阻塞状态，等待其他线程调用set()。

01 # encoding: UTF-8
02 import threading
03 import time
04
05 event = threading.Event()
06
07 def func():
08     # 等待事件，进入等待阻塞状态
09     print '%s wait for event...' % threading.currentThread().getName()
10     event.wait()
11
12     # 收到事件后进入运行状态
13     print '%s recv event.' % threading.currentThread().getName()
14
15 t1 = threading.Thread(target=func)
16 t2 = threading.Thread(target=func)
17 t1.start()
18 t2.start()
19
20 time.sleep(2)
21
22 # 发送事件通知
23 print 'MainThread set event.'
24 event.set()

3.7. Timer

Timer（定时器）是Thread的派生类，用于在指定时间后调用一个方法。

构造方法： 
Timer(interval, function, args=[], kwargs={}) 
interval: 指定的时间 
function: 要执行的方法 
args/kwargs: 方法的参数

实例方法： 
Timer从Thread派生，没有增加实例方法。

1 # encoding: UTF-8
2 import threading
3
4 def func():
5     print 'hello timer!'
6
7 timer = threading.Timer(5, func)
8 timer.start()

3.8. local

local是一个小写字母开头的类，用于管理 thread-local（线程局部的）数据。对于同一个local，线程无法访问其他线程设置的属性；线程设置的属性不会被其他线程设置的同名属性替换。

可以把local看成是一个“线程-属性字典”的字典，local封装了从自身使用线程作为 key检索对应的属性字典、再使用属性名作为key检索属性值的细节。

01 # encoding: UTF-8
02 import threading
03
04 local = threading.local()
05 local.tname = 'main'
06
07 def func():
08     local.tname = 'notmain'
09     print local.tname
10
11 t1 = threading.Thread(target=func)
12 t1.start()
13 t1.join()
14
15 print local.tname

熟练掌握Thread、Lock、Condition就可以应对绝大多数需要使用线程的场合，某些情况下local也是非常有用的东西。本文的最后使用这几个类展示线程基础中提到的场景：

01 # encoding: UTF-8
02 import threading
03
04 alist = None
05 condition = threading.Condition()
06
07 def doSet():
08     if condition.acquire():
09         while alist is None:
10             condition.wait()
11         for i in range(len(alist))[::-1]:
12             alist[i] = 1
13         condition.release()
14
15 def doPrint():
16     if condition.acquire():
17         while alist is None:
18             condition.wait()
19         for i in alist:
20             print i,
21         print
22         condition.release()
23
24 def doCreate():
25     global alist
26     if condition.acquire():
27         if alist is None:
28             alist = [ for i in range(10)]
29             condition.notifyAll()
30         condition.release()
31
32 tset = threading.Thread(target=doSet,name='tset')
33 tprint = threading.Thread(target=doPrint,name='tprint')
34 tcreate = threading.Thread(target=doCreate,name='tcreate')
35 tset.start()
36 tprint.start()
37 tcreate.start()

全文完