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虛擬機器層面
Python虛擬機器使用GIL(Global Interpreter Lock,全域解譯器鎖)來互斥線程對共用資源的訪問,暫時無法利用多處理器的優勢。
語言層面
在語言層面,Python對多線程提供了很好的支援,Python中多線程相關的模組包括:thread,threading,Queue。可以方便地支援建立線程、互斥鎖、訊號量、同步等特性。
thread:多線程的底層支援模組,一般不建議使用。
threading:對thread進行了封裝,將一些線程的操作對象化,提供下列類:
Thread 線程類
Timer與Thread類似,但要等待一段時間後才開始運行
Lock 鎖原語
RLock 可重新進入鎖。使單線程可以再次獲得已經獲得的鎖
Condition 條件變數,能讓一個線程停下來,等待其他線程滿足某個“條件”
Event 通用的條件變數。多個線程可以等待某個事件發生,在事件發生後,所有的線程都被啟用
Semaphore為等待鎖的線程提供一個類似“等候室”的結構
BoundedSemaphore 與semaphore類似,但不允許超過初始值
Queue:實現了多生產者(Producer)、多消費者(Consumer)的隊列,支援鎖原語,能夠在多個線程之間提供很好的同步支援。提供的類:
Queue隊列
LifoQueue後入先出(LIFO)隊列
PriorityQueue 優先隊列
其中Thread類是你主要的線程類,可以建立進程執行個體。該類提供的函數包括:
getName(self) 返回線程的名字
isAlive(self) 布爾標誌,表示這個線程是否還在運行中
isDaemon(self) 返回線程的daemon標誌
join(self, timeout=None) 程式掛起,直到線程結束,如果給出timeout,則最多阻塞timeout秒
run(self) 定義線程的功能函數
setDaemon(self, daemonic) 把線程的daemon標誌設為daemonic
setName(self, name) 設定線程的名字
start(self) 開始線程執行
python的threading.Thread類有一個run方法,用於定義線程的功能函數,可以在自己的線程類中覆蓋該方法。而建立自己的線程執行個體後,通過Thread類的start方法,可以啟動該線程,交給python虛擬機器進行調度,當該線程獲得執行的機會時,就會調用run方法執行線程。
import threadingimport timeclass MyThread(threading.Thread):def run(self):for i in range(3):time.sleep(1)msg = "I‘m "+self.name+‘ @ ‘+str(i)print msgdef test():for i in range(5):t = MyThread()t.start()if __name__==‘__main__‘:test()
執行結果:
I‘m Thread-1 @ 0
I‘m Thread-2 @ 0
I‘m Thread-5 @ 0
I‘m Thread-3 @ 0
I‘m Thread-4 @ 0
I‘m Thread-3 @ 1
I‘m Thread-4 @ 1
I‘m Thread-5 @ 1
I‘m Thread-1 @ 1
I‘m Thread-2 @ 1
I‘m Thread-4 @ 2
I‘m Thread-5 @ 2
I‘m Thread-2 @ 2
I‘m Thread-1 @ 2
I‘m Thread-3 @ 2
從代碼和執行結果我們可以看出,多線程程式的執行順序是不確定的。當執行到sleep語句時,線程將被阻塞(Blocked),到sleep結束後,線程進入就緒(Runnable)狀態,等待調度。而線程調度將自行選擇一個線程執行。上面的代碼中只能保證每個線程都運行完整個run函數,但是線程的啟動順序、run函數中每次迴圈的執行順序都不能確定。
此外需要注意的是:
1.每個線程一定會有一個名字,儘管上面的例子中沒有指定線程對象的name,但是python會自動為線程指定一個名字。
2.當線程的run()方法結束時該線程完成。
3. 無法控制線程發送器,但可以通過別的方式來影響線程調度的方式。
上面的例子只是簡單的示範了建立了線程、主動掛起以及退出線程
python多線程編程(1)