python threading

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务

threading用于提供线程相关的操作,线程是应用程序中工作的最小单元。python当前版本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。
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。正在运行指线程启动后、结束前,不包括启动前和终止后的线程。

  • threading.activeCount():
    返回正在运行的线程数量,与len(threading.enumerate())有相同的结果。

threading 模块提供的常量:
  threading.TIMEOUT_MAX 设置threading全局超时时间。

Thread类线程有2种调用方式,如下:
直接调用

import threading
import time

def sayhi(num):
	print "running on number:%s" %num

	time.sleep(3)

if __name__ == '__main__':
	t1 = threading.Thread(target=sayhi,args=(1,))
	t2 = threading.Thread(target=sayhi,args=(2,))

	print t1.getName()
	print t2.getName()

继承式调用

import threading
import time
 
 
class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self,num):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.num = num
 
    def run(self):#定义每个线程要运行的函数
 
        print("running on number:%s" %self.num)
 
        time.sleep(3)
 
if __name__ == '__main__':
 
    t1 = MyThread(1)
    t2 = MyThread(2)
    t1.start()
    t2.start()
构造方法: 
Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}) 

 #  group: 线程组,目前还没有实现,库引用中提示必须是None; 
 # target: 要执行的方法; 
 #  name: 线程名; 
 # args/kwargs: 要传入方法的参数。

实例方法: 
  isAlive(): 返回线程是否在运行。正在运行指启动后、终止前。 
  get/setName(name): 获取/设置线程名。 

  start():  线程准备就绪,等待CPU调度
  is/setDaemon(bool): 获取/设置是后台线程(默认前台线程(False))。(在start之前设置)

    如果是后台线程,主线程执行过程中,后台线程也在进行,主线程执行完毕后,后台线程不论成功与否,主线程和后台线程均停止
         如果是前台线程,主线程执行过程中,前台线程也在进行,主线程执行完毕后,等待前台线程也执行完成后,程序停止
  start(): 启动线程。 
  join([timeout]): 阻塞当前上下文环境的线程,直到调用此方法的线程终止或到达指定的timeout(可选参数)。

线程锁(互斥锁Mutex)

一个进程下可以启动多个线程,多个线程共享父进程的内存空间,也就意味着每个线程可以访问同一份数据,此时,如果2个线程同时要修改同一份数据,会出现什么状况?

import time
import threading
 
def addNum():
    global num #在每个线程中都获取这个全局变量
    print('--get num:',num )
    time.sleep(1)
    num  -=1 #对此公共变量进行-1操作
 
num = 100  #设定一个共享变量
thread_list = []
for i in range(100):
    t = threading.Thread(target=addNum)
    t.start()
    thread_list.append(t)
 
for t in thread_list: #等待所有线程执行完毕
    t.join()
 
 
print('final num:', num )

正常来讲,这个num结果应该是0, 但在python 2.7上多运行几次,会发现,最后打印出来的num结果不总是0,为什么每次运行的结果不一样呢? 哈,很简单,假设你有A,B两个线程,此时都 要对num 进行减1操作, 由于2个线程是并发同时运行的,所以2个线程很有可能同时拿走了num=100这个初始变量交给cpu去运算,当A线程去处完的结果是99,但此时B线程运算完的结果也是99,两个线程同时CPU运算的结果再赋值给num变量后,结果就都是99。那怎么办呢? 很简单,每个线程在要修改公共数据时,为了避免自己在还没改完的时候别人也来修改此数据,可以给这个数据加一把锁, 这样其它线程想修改此数据时就必须等待你修改完毕并把锁释放掉后才能再访问此数据。

*注:不要在3.x上运行,不知为什么,3.x上的结果总是正确的,可能是自动加了锁

加锁版本

import time
import threading
 
def addNum():
    global num #在每个线程中都获取这个全局变量
    print('--get num:',num )
    time.sleep(1)
    lock.acquire() #修改数据前加锁
    num  -=1 #对此公共变量进行-1操作
    lock.release() #修改后释放
 
num = 100  #设定一个共享变量
thread_list = []
lock = threading.Lock() #生成全局锁
for i in range(100):
    t = threading.Thread(target=addNum)
    t.start()
    thread_list.append(t)
 
for t in thread_list: #等待所有线程执行完毕
    t.join()
 
print('final num:', num )

生产者消费者模型

在并发编程中使用生产者和消费者模式能够解决绝大多数并发问题。该模式通过平衡生产线程和消费线程的工作能力来提高程序的整体处理数据的速度。

为什么要使用生产者和消费者模式

在线程世界里,生产者就是生产数据的线程,消费者就是消费数据的线程。在多线程开发当中,如果生产者处理速度很快,而消费者处理速度很慢,那么生产者就必须等待消费者处理完,才能继续生产数据。同样的道理,如果消费者的处理能力大于生产者,那么消费者就必须等待生产者。为了解决这个问题于是引入了生产者和消费者模式。

什么是生产者消费者模式

生产者消费者模式是通过一个容器来解决生产者和消费者的强耦合问题。生产者和消费者彼此之间不直接通讯,而通过阻塞队列来进行通讯,所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理,直接扔给阻塞队列,消费者不找生产者要数据,而是直接从阻塞队列里取,阻塞队列就相当于一个缓冲区,平衡了生产者和消费者的处理能力。

学习一个最基本的生产者消费者模型的例子

import threading
import queue
 
def producer():
    for i in range(10):
        q.put("产品 %s" % i )
 
    print("开始等待所有的产品被取走...")
    q.join()
    print("所有的产品被取完了...")
 
 
def consumer(n):
 
    while q.qsize() >0:
 
        print("%s 取到" %n  , q.get())
        q.task_done() #告知这个任务执行完了
 
 
q = queue.Queue()
 
 
 
p = threading.Thread(target=producer,)
p.start()
 
c1 = consumer("test")
  
import time,random
import queue,threading
q = queue.Queue()
def Producer(name):
  count = 0
  while count <20:
    time.sleep(random.randrange(3))
    q.put(count)
    print('Producer %s has produced %s customer..' %(name, count))
    count +=1
def Consumer(name):
  count = 0
  while count <20:
    time.sleep(random.randrange(4))
    if not q.empty():
        data = q.get()
        print(data)
        print('\033[32;1mConsumer %s has use %s customer...' %(name, data))
    else:
        print("-----no customer anymore----")
    count +=1
p1 = threading.Thread(target=Producer, args=('A',))
c1 = threading.Thread(target=Consumer, args=('B',))
p1.start()
c1.start()
posted @ 2017-04-06 17:57  xiaoganghu  阅读(194)  评论(0编辑  收藏  举报