python3 多线程编程

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0.什么是线程

1. 多线程模块

2. 创建线程的方法

3. join()方法

4.isAlive()方法

5. name属性和daemon属性

6.线程的同步---锁

7.线程的同步---Event对象

8.线程的同步---Condition条件变量

1. 多线程模块 

python3对多线程支持的是 threading 模块，应用这个模块可以创建多线程程序，并且在多线程间进行同步和通信。在python3 中，可以通过两种方法来创建线程：

第一：通过 threading.Thread 直接在线程中运行函数；第二：通过继承 threading.Thread 类来创建线程

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import threading

def threadfun(x,y):         #线程任务函数 threadfun()
    for i in range(x,y):
        print(i)

ta = threading.Thread(target=threadfun,args=(1,6))      #创建一个线程ta，执行 threadfun()
tb = threading.Thread(target=threadfun,args=(10,15))    #创建一个线程tb，执行threadfun()
ta.start()          #调用start()，运行线程
tb.start()          #调用start()，运行线程
'''''打印：1 2 3 4 5 10 11 12 13 14'''

2.通过继承 thread.Thread 类 来创建线程 

这种方法只需要重载 threading.Thread 类的 run 方法，然后调用 start()开启线程就可以了

import threading

class mythread(threading.Thread):
    def run(self):
        for i in range(1,5):
            print(i)

ma = mythread();
mb = mythread();
ma.start()
mb.start()

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import threading
import time
class mythread(threading.Thread):
    def run(self):
        self.i = 1
        print('%d'%(self.i))
        self.i = self.i+1
        time.sleep(1)           #睡眠一秒
        print('%d'%(self.i))
        time.sleep(1)

if __name__ == '__main__':
    ta = mythread()     #实例化线程
    ta.start()          #开启ta线程
    ta.join()           #主线程等待 ta线程结束才继续执行
    print('main thread over')

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import threading
import time
class mythread(threading.Thread):
    def run(self):
       time.sleep(2)

if __name__ == '__main__':
    ta = mythread()     #实例化线程
    print(ta.isAlive())   #打印False，因为未执行 start()来使ta线程运行
    ta.start()
    print(ta.isAlive())   #打印Ture，因为ta线程运行了
    time.sleep(3)
    print(ta.isAlive())   #打印False，因为ta线程已经结束了

5. name属性和daemon属性

1.name属性表示线程的线程名 默认是 Thread-x  x是序号，由1开始，第一个创建的线程名字就是 Thread-1

import threading
import time
class mythread(threading.Thread):
    def run(self):
        pass

if __name__ == '__main__':
    ta = mythread()     #实例化线程
    ta.name = 'thread-ta'
    tb = mythread()
    tb.start()
    ta.start()

    print(ta.name)  #打印 thread-ta
    print(tb.name)  #打印 Thread-2

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import threading
import time
class mythread(threading.Thread):
    def run(self):
        time.sleep(2)
        print('my thread over')

def main():
    ta = mythread()
    ta.daemon = True
    ta.start()
    print('main thread over')

if __name__ == '__main__':
    main()
#打印结果 ：main thread over   然后马上结束程序

6.线程的同步---锁
当一个进程拥有多个线程之后，如果他们各做各的任务互没有关系还行，但既然属于同一个进程，他们之间总是具有一定关系的。比如多个线程都要对某个数据进行修改，则可能会出现不可预料的结果。为保证操作正确，就需要引入锁来进行线程间的同步。

python3 中的 threading 模块提供了 RLock锁(可重入锁)。对于某一时间只能让一个线程操作的语句放到 RLock的acquire 方法 和 release方法之间。即 acquire()方法相当于给RLock 锁  上锁，而 release() 相当于解锁。

import threading
import time

class mythread(threading.Thread):
    def run(self):
        global x            #声明一个全局变量
        lock.acquire()      #上锁，acquire()和release()之间的语句一次只能有一个线程进入，其余线程在acquire()处等待
        x += 10
        print('%s:%d'%(self.name,x))
        lock.release()      #解锁

x = 0
lock = threading.RLock()    #创建 可重入锁
def main():
    l = []
    for i in range(5):
        l.append(mythread())    #创建 5 个线程，并把他们放到一个列表中
    for i in l:
        i.start()               #开启列表中的所有线程

if __name__ =='__main__':
    main()

打印结果：

Thread-1:10
Thread-2:20
Thread-3:30
Thread-4:40
Thread-5:50

7.线程的同步---Event对象
Event对象存在于 threading 模块中。Event 实例管理着 一个内部标志，通过 set() 方法来将该标志设置成 True，使用 clear() 方法将该标志重置成 False

wait() 方法会使当前线程阻塞直到标志被设置成 True，wait()可以选择给他一个参数，代表时间，代表阻塞多长时间，若不设置就是阻塞直到标志被设置为True

isSet()方法  ：能判断标志位是否被设置为True

import threading
import time

class Mon(threading.Thread):
    def run(self):
        Dinner.clear()
        print('Cooking dinner')
        time.sleep(3)
        Dinner.set()    #标志设置为True
        print(self.name,':dinner is OK!')

class Son(threading.Thread):
    def run(self):
        while True:
            if Dinner.isSet():  #判断标志位是否被设置为True
                break
            else:
                print('dinner isnot ready!')
                Dinner.wait(1)

        print(self.name,':Eating Dinner')

def main():
    mon = Mon()
    son = Son()
    mon.name = 'Mon'
    son.name = 'Son'
    mon.start()
    son.start()

if __name__ == '__main__':
    Dinner = threading.Event()
    main()

'''''
Cooking dinner
dinner isnot ready!
dinner isnot ready!
dinner isnot ready!
Mon :dinner is OK!
Son :Eating Dinner
'''

注意，这里的wait()跟上面Event提到的wait()不是同一样东西

notify() 发出资源可用的信号，唤醒任意一条因 wait(）阻塞的进程

notifyAll() 发出资源可用信号，唤醒所有因wait()阻塞的进程

下面给出一个例子，一家蛋糕店：只会做一个蛋糕，卖出后才会再做一个。绝对不会做积累到2个蛋糕。

import threading
import time

class Server(threading.Thread):
    def run(self):
        global x
        while True:
            con.acquire()
            while x>0:
                con.wait()
            x += 1
            time.sleep(1)
            print(self.name,':I make %d cake!'%(x))
            con.notifyAll()
            con.release()

class Client(threading.Thread):
    def run(self):
        global x
        con.acquire()
        while x == 0:
            con.wait()
        x-=1
        print(self.name,'I bought a cake! the rest is %d cake'%(x))
        con.notifyAll()
        con.release()

def main():
    ser = Server()
    ser.name = 'Cake Server'
    client = []
    for i in range(3):
        client.append(Client())
    ser.start()
    for c in client:
        c.start()

if __name__ =='__main__':
    x = 0
    con = threading.Condition()
    main()
'''''
打印结果：
Cake Server :I make 1 cake!
Thread-3 I bought a cake! the rest is 0 cake
Cake Server :I make 1 cake!
Thread-4 I bought a cake! the rest is 0 cake
Cake Server :I make 1 cake!
Thread-2 I bought a cake! the rest is 0 cake
Cake Server :I make 1 cake!
'''