Python 中,线程类型

在 Python 中,线程通常分为以下几种类型:

1. 主线程(Main Thread)

  • 这是程序启动时创建的默认线程。所有其他线程(如通过 threading.Thread 创建的线程)都是从主线程派生的。
  • 主线程负责启动和管理程序的生命周期。当主线程结束时,程序也会终止。

2. 子线程(Child Thread)

  • 这些线程是通过 threading.Thread 或其他方式从主线程或其他线程创建的线程。它们用于执行并行任务。
  • 子线程通常在任务完成后自行结束(除非是守护线程,后者在主线程结束时会自动结束)。
  • 通过 target 参数指定要执行的函数,线程会执行该函数直到完成。

3. 守护线程(Daemon Thread)

  • 守护线程是一个特殊的子线程。当主线程结束时,所有守护线程也会立即被终止,而不管它们是否已经完成任务。
  • 守护线程适用于那些不影响主程序正常结束的任务,如后台服务、日志记录等。
  • 可以通过 thread.setDaemon(True) 或在创建线程时使用 daemon=True 来设置线程为守护线程。

示例:

t = threading.Thread(target=some_function)
t.setDaemon(True)  # 设置为守护线程

4. 非守护线程(Non-Daemon Thread)

  • 这是默认的线程类型。与守护线程不同,非守护线程在完成任务之前不会被终止,即使主线程结束,它仍会继续执行,直到任务完成。
  • 如果主线程退出时还有非守护线程在运行,程序将等待这些线程执行完毕。

5. 一次性线程(One-Time Thread)

  • 这种线程类型是指那种执行一次任务后就结束的线程,就像你在 lambda 表达式中创建的线程一样。
  • 这种线程一般不会做任何后台任务,它们在任务完成后会立即退出。

总结

  • 主线程是程序的入口线程。
  • 子线程是由主线程或其他线程创建并执行任务的线程。
  • 守护线程会在主线程退出时自动结束。
  • 非守护线程需要等所有任务完成后才会退出。
  • 一次性线程在任务执行完成后就结束。

你在使用 threading.Thread 时可以根据需要选择合适的线程类型。
以下是创建不同类型线程的示例代码:

1. 主线程(Main Thread)

主线程是程序启动时自动创建的线程,无需显式创建。所有程序代码都运行在主线程中,直到程序结束。

import threading
import time

def task_in_main_thread():
    print("主线程执行任务")
    time.sleep(2)
    print("主线程任务完成")

# 在主线程中执行任务
task_in_main_thread()

2. 子线程(Child Thread)

子线程是从主线程或其他线程创建的线程。子线程会执行指定的函数。

import threading
import time

def task_in_child_thread():
    print("子线程执行任务")
    time.sleep(2)
    print("子线程任务完成")

# 创建并启动子线程
t = threading.Thread(target=task_in_child_thread)
t.start()

# 等待子线程完成
t.join()

3. 守护线程(Daemon Thread)

守护线程会在主线程退出时自动结束,不会阻止程序退出。

import threading
import time

def task_in_daemon_thread():
    while True:
        print("守护线程运行中...")
        time.sleep(1)

# 创建守护线程
t = threading.Thread(target=task_in_daemon_thread)
t.setDaemon(True)  # 设置为守护线程
t.start()

# 主线程任务
print("主线程开始执行")
time.sleep(3)  # 等待一段时间后,主线程结束,守护线程也会退出
print("主线程任务完成")

4. 非守护线程(Non-Daemon Thread)

非守护线程不会在主线程结束时被终止,直到它自己完成任务。

import threading
import time

def task_in_non_daemon_thread():
    print("非守护线程执行任务")
    time.sleep(3)
    print("非守护线程任务完成")

# 创建非守护线程
t = threading.Thread(target=task_in_non_daemon_thread)
t.daemon = False  # 设置为非守护线程(默认)
t.start()

# 主线程任务
print("主线程开始执行")
time.sleep(2)
print("主线程任务完成")

# 等待非守护线程完成
t.join()

5. 一次性线程(One-Time Thread)

一次性线程在任务完成后自动结束。你通过线程的 target 参数执行一次任务,任务完成后线程结束。

import threading
import time

def task_in_one_time_thread():
    print("一次性线程执行任务")
    time.sleep(2)
    print("一次性线程任务完成")

# 创建并启动一次性线程
t = threading.Thread(target=task_in_one_time_thread)
t.start()

# 等待线程完成
t.join()

总结

  • 主线程不需要显式创建,所有程序代码从主线程开始执行。
  • 子线程是通过 threading.Thread 创建并启动的,可以并行执行任务。
  • 守护线程通过 t.setDaemon(True) 设置,主线程结束时守护线程会自动退出。
  • 非守护线程是默认的线程类型,主线程结束时不会影响它,直到它自己的任务完成。
  • 一次性线程会在执行完指定任务后立即结束。

你可以根据任务需求选择合适的线程类型。

Python 中,线程锁(Thread Lock)是用于控制多个线程对共享资源的访问,防止数据竞争线程安全问题的机制。Python 的 `threading` 模块提供了多种类型的锁,适用于不同的同步场景。 --- ## ✅ Python 中常见的线程类型 ### 1. `threading.Lock` 这是最基本的锁,也叫**互斥锁(Mutex)**。一次只允许一个线程持有锁。 #### 特点: - 不支持递归(同一个线程多次获取会死锁) - 用于简单的线程同步 #### 示例: ```python import threading lock = threading.Lock() def worker(): with lock: print("Worker is doing something") threads = [threading.Thread(target=worker) for _ in range(5)] for t in threads: t.start() for t in threads: t.join() ``` --- ### 2. `threading.RLock`(可重入锁) 支持**同一个线程多次获取该锁**,不会造成死锁。 #### 特点: - 同一线程可多次获取 - 每次获取后都需要对应释放 - 适用于嵌套调用的场景 #### 示例: ```python import threading rlock = threading.RLock() def outer(): with rlock: print("Outer") inner() def inner(): with rlock: print("Inner") thread = threading.Thread(target=outer) thread.start() thread.join() ``` --- ### 3. `threading.Condition`(条件变量) 基于 `RLock` 或 `Lock`,用于线程间的通信,允许一个或多个线程等待某个条件成立。 #### 特点: - 通常用于生产者-消费者模型 - 支持 `wait()`, `notify()`, `notify_all()` 操作 #### 示例: ```python import threading condition = threading.Condition() items = [] def consumer(): with condition: while not items: print("Consumer waiting...") condition.wait() print("Consumed", items.pop()) def producer(): with condition: items.append(1) print("Produced an item") condition.notify() thread_p = threading.Thread(target=producer) thread_c = threading.Thread(target=consumer) thread_c.start() thread_p.start() thread_c.join() thread_p.join() ``` --- ### 4. `threading.Semaphore` / `threading.BoundedSemaphore` 信号量用于控制同时访问的线程数量。 #### 普通信号量(`Semaphore`): - 可以释放超过初始值的计数(容易出错) #### 有界信号量(`BoundedSemaphore`): - 不允许释放超过初始值的计数,更安全 #### 示例: ```python import threading semaphore = threading.Semaphore(2) # 最多允许2个线程同时运行 def limited_worker(): with semaphore: print(f"{threading.current_thread().name} is running") workers = [threading.Thread(target=limited_worker, name=f"Worker-{i}") for i in range(5)] for w in workers: w.start() ``` --- ### 5. `threading.Event` 用于线程间通信,一个线程设置事件,其他线程等待事件触发。 #### 方法: - `set()`:设置事件为真 - `clear()`:重置为假 - `wait()`:阻塞直到事件为真 #### 示例: ```python import threading import time event = threading.Event() def wait_for_event(): print("Waiting for event...") event.wait() print("Event triggered!") def trigger_event(): time.sleep(2) event.set() t1 = threading.Thread(target=wait_for_event) t2 = threading.Thread(target=trigger_event) t1.start() t2.start() t1.join() t2.join() ``` --- ## ✅ 各种锁的适用场景总结: | 锁类型 | 是否可重入 | 适用场景 | |----------------|------------|----------| | `Lock` | 否 | 简单资源同步 | | `RLock` | 是 | 嵌套调用、递归函数 | | `Condition` | 是(基于RLock) | 线程间通信、生产者-消费者模型 | | `Semaphore` | 否 | 控制并发数量 | | `BoundedSemaphore` | 否 | 更安全的并发控制 | | `Event` | - | 线程间触发通知 | --- ## ✅ 相关问题 ###
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