多线程
python提供了thread、threading和Queue模块来支持多线程编程
thread只支持基本的功能，不推荐使用，threading是更加全面，更高级别的模块，
使用Queue可以创建一个队列数据结构，用于在多线程之间进行共享
threading
模块
| 对象 | 描述 |
|---|---|
| Thread | 表示一个执行线程的对象 |
| Lock | 锁原语对象 |
| RLock | 可重入锁对象，使单一线程可以（在此）获得已持有的锁（递归锁） |
| Condition | 条件变量对象 |
| Event | 条件变量的通用版本，等待的条件满足后唤醒所有等待线程 |
| Semaphone | 为线程间共享的有限资源提供了一个“计数器”，没有可用资源时阻塞 |
| BoundeSemaphone | 与Semaphon类似，不过不允许超过初始值 |
| Timer | 定时器，运行前会等待一段时间 |
| Barrier | 创建一个“障碍”，必须达到指定数量的线程后才可以继续（PY3.2引入） |
属性和方法
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| name | 线程名 |
| ident | 线程标识符 |
| daemon | bool值，表示这个线程是否是守护线程 |
| __init__(group=None, tatget=None, name=None, args=(),kwargs ={}, verbose=None, daemon=None) | 实例化一个线程对象，需要有一个可调用的 target，以及其参数 args或 kwargs。还可以传递 name 或 group 参数，不过后者还未实现。此外， verbose 标 志 也 是 可 接 受 的。 而 daemon 的 值 将 会 设定thread.daemon 属性/标志 |
| start() | 开启线程，自动调用run()方法执行线程代码 |
| run() | 定义线程功能的方法,用来实现线程的功能与业务逻辑,一般在子类中重写 |
| join(timeout = None) | 等待线程结束后或者超时返回 |
| is_alive() | bool值,表示这个线程是否还存活 |
| active_count() | 当前活动的Thread对象个数 |
| current_thread() | 返回当前的 Thread对象 |
| enumerate() | 返回当前活动的Thread对象列表 |
设置守护线程daemon属性：
1.daemon=True时主线程结束时不对该子线程进行检查而直接退出，同时所有为True的子线程无论是否运行完成都将随主线程一起结束。
2.daemon=False时主线程结束时会检查该子线程是否运行完成，若该子线程未完成，则主线程会等该子线程运行完成后再退出
多线程时，由于daemon的默认值为False，主线程执行完自己的任务以后会检查子线程是否运行完成，若子线程未完成，则主线程会等该子线程运行完成后再退出。如果需要修改daemon的值，则必须再调用start()方法启动线程之前修改
创建线程
使用Thread类创建线程的方法：
1.创建一个Thead实例, 传给他一个函数
2. 继承Thread类并在子类中重写__init__()和run()方法
3. 创建Thread实例, 传给他一个可调用的类实例 (一般不用)
例一:
#!/usr/bin/python3
from threading import Thread
def func(name):
print(name)
t = Thread(target = func, args = ("hello world",)) #args的传参须为列表
t.start()
t.join()
互斥锁
Threading.Lock
方法：
- acquire()
获得锁。该方法等待锁被解锁，将其设置为locked并返回True。 - release() 释放锁。当锁被锁定时，将其重置为解锁并返回。如果锁未锁定，则会引发RuntimeError。
- locked() 如果锁被锁定，返回True
例二+互斥锁:
from threading import Thread, Lock
exitFlag = 0
lock = Lock()
class myThread(Thread):
def __init__(self, ID, name, counter):
super().__init__() #调用父类__init__
self.id = ID
self.name = name # 设置name属性
self.counter = counter
# self.daemon = True / False 设置是否为守护线程
def run(self):
print("开始线程:" + self.name)
lock.acquire() #加锁
print_time(self.name, self.counter, 3)
lock.release() #释放锁
print("Done")
def print_time(name, delay, counter):
while counter:
if exitFlag:
print("shutdone")
name.exit()
time.sleep(delay)
print("%s : %s " % (name, time.ctime(time.time())))
counter -= 1
thread_1 = myThread(3, "lzj", 3)
thread_2 = myThread(6, "wrh", 2)
thread_1.start()
thread_2.start()
thread_1.join()
thread_2.join()
条件变量
此段来自链接
threading.Condition
方法：
-
acquire() — 线程锁，注意线程条件变量Condition中的所有相关函数使用必须在acquire() /release() 内部操作；
-
release() — 释放锁，注意线程条件变量Condition中的所有相关函数使用必须在acquire() /release() 内部操作；
-
wait(timeout) — 线程挂起(阻塞状态)，直到收到一个notify通知或者超时才会被唤醒继续运行（超时参数默认不设置，可选填，类型是浮点数，单位是秒）。wait()必须在已获得Lock前提下才能调用，否则会触发RuntimeError；
-
notify(n=1) — 通知其他线程，那些挂起的线程接到这个通知之后会开始运行，缺省参数，默认是通知一个正等待通知的线程,最多则唤醒n个等待的线程。notify()必须在已获得Lock前提下才能调用，否则会触发RuntimeError，notify()不会主动释放Lock；
-
notifyAll() — 如果wait状态线程比较多，notifyAll的作用就是通知所有线程
#! /usr/bin/python3
# 导入线程模块
import threading
import time
# 创建条件变量condition
con = threading.Condition()
meat_num = 0
def thread_consumers():
# 条件变量condition 线程上锁
con.acquire()
# 全局变量声明关键字 global
global meat_num
meat_num = 0
# 等待肉片下锅煮熟
con.wait()
while True:
print("我来一块肉片...")
meat_num -= 1
print("剩余肉片数量：%d"%meat_num)
time.sleep(0.5)
if meat_num == 0:
# 肉片吃光了，通知老板添加肉片
print("老板，再来一份老肉片...")
con.notify()
# 肉片吃光了，等待肉片
con.wait()
# 条件变量condition 线程释放锁
con.release()
def thread_producer():
# 条件变量condition 线程上锁
con.acquire()
# 全局变量声明关键字 global
global meat_num
# 肉片熟了，可以开始吃了
meat_num = 10
print("肉片熟了，可以开始吃了...")
con.notify()
while True:
# 阻塞函数,等待肉片吃完的通知
con.wait()
meat_num = 10
# 添加肉片完成，可以继续开吃
print("添加肉片成功！当前肉片数量：%d"%meat_num)
time.sleep(1)
con.notify()
con.release()
if __name__ == "__main__":
# 创建并初始化线程
t1 = threading.Thread(target=thread_producer)
t2 = threading.Thread(target=thread_consumers)
# 启动线程 -- 注意线程启动顺序，启动顺序很重要
t2.start()
t1.start()
# 阻塞主线程，等待子线程结束
t1.join()
t2.join()
print("程序结束！")
Queue
来自菜鸟
Queue模块是一个提供了同步的、线程安全的队列类，包括FIFO（先入先出)队列Queue，LIFO（后入先出）队列LifoQueue，和优先级队列 PriorityQueue
这些队列都实现了锁原语，能够在多线程中直接使用，可以使用队列来实现线程间的同步。
- Queue 模块中的常用方法:
- Queue.qsize() 返回队列的大小
- Queue.empty() 如果队列为空，返回True,反之False
- Queue.full() 如果队列满了，返回True,反之False
- Queue.full 与 maxsize 大小对应
- Queue.get([block[, timeout]]) 获取队列，timeout等待时间
- Queue.get_nowait() 相当Queue.get(False)
- Queue.put(item) 写入队列，timeout等待时间
- Queue.put_nowait(item) 相当Queue.put(item, False)
- Queue.task_done() 在完成一项工作之后，Queue.task_done()函数向任务已经完成的队列发送一个信号
- Queue.join() 实际上意味着等到队列为空，再执行别的操作
#!/usr/bin/python3
import queue #引入queue模块
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 ("开启线程：" + self.name)
process_data(self.name, self.q)
print ("退出线程：" + self.name)
def process_data(threadName, q):
while not exitFlag:
queueLock.acquire() #互斥锁加锁，取得任务的
if not workQueue.empty():
data = q.get()
queueLock.release() #解锁
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() #创建互斥锁和队列对象
workQueue = queue.Queue(10)
threads = []
threadID = 1
# 创建新线程
for tName in threadList:
thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
thread.start()
threads.append(thread)
threadID += 1
# 加锁，填充队列
queueLock.acquire()
for word in nameList:
workQueue.put(word)
queueLock.release()
# 等待队列清空
while not workQueue.empty():
pass
# 通知线程是时候退出
exitFlag = 1
# 等待所有线程完成
for t in threads:
t.join()
print ("退出主线程")
添加、取出元素要加锁
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