python進程相關 - 多線程threading庫

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概念

多線程類似於同時執行多個不同程式，

優點

使用線程可以把佔據長時間的程式中的任務放到後台去處理。

使用者介面可以更加吸引人，這樣比如使用者點擊了一個按鈕去觸發某些事件的處理，可以彈出一個進度條來顯示處理的進度

程式的運行速度可能加快

在一些等待的任務實現上如使用者輸入、檔案讀寫和網路收發資料等，線程就比較有用了。在這種情況下我們可以釋放一些珍貴的資源如記憶體佔用等等。

基礎知識

線程在執行過程中與進程還是有區別的。每個獨立的線程有一個程式啟動並執行入口、順序執行序列和程式的出口。但是線程不能夠獨立執行，必須依存在應用程式（進程）中，由應用程式提供多個線程執行控制。

每個線程都有他自己的一組CPU寄存器，稱為線程的上下文，該上下文反映了線程上次運行該線程的CPU寄存器的狀態。

指令指標和堆棧指標寄存器是線程上下文中兩個最重要的寄存器，線程總是在進程得到上下文中啟動並執行，這些地址都用於標誌擁有線程的進程地址空間中的記憶體。

線程可以被搶佔（中斷）。

在其他線程正在運行時，線程可以暫時擱置（也稱為睡眠） -- 這就是線程的退讓。

線程可以分為

核心線程：由作業系統核心建立和撤銷。

使用者線程：不需要核心支援而在使用者程式中實現的線程。

python3中的多線程模組

_thread (為了相容python2)

threading(推薦使用)

python的多線程使用

參考連結

http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2012/10/11/2720042.html

Python中使用線程有兩種方式：函數或者用類來封裝線程對象。

函數式_thread模組（一般不用）

start_new_thread()函數來產生新線程

threading模組

start_new_thread()函數來產生新線程

currentThread(): 返回當前的線程變數。

enumerate(): 返回一個包含正在啟動並執行線程的list。正在運行指線程啟動後、結束前，不包括啟動前和終止後的線程。

activeCount(): 返回正在啟動並執行線程數量，與len(threading.enumerate())有相同的結果。

threading.Thread類封裝線程使用方法

一般為自訂一個類，繼承自threading.Thread類，這樣，我們只需實現該類的方法即可。

threading.Thread類中的方法

run(): 用以表示線程活動的方法。

start():啟動線程活動。

join([time]): 當前線程等待Thread對象對應的線程中止。

       如thread_a.join()表示將阻塞當前線程直至thread_a線程被調用中止/正常退出/拋出異常/逾時。

isAlive(): 返回線程是否活動的。

getName(): 返回線程名。

setName(): 設定線程名。

exit()：線程的結束一般依靠線程函數的自然結束；也可以線上程函數中調用thread.exit()，他拋出SystemExit exception，達到退出線程的目的。

threading庫中的線程同步參考連結

       http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2012/10/11/2720042.html

要注意的問題

       如果要使用的共用資源是不可變資料類型，則必須加global，將其變為全域變數；如果是可變資料類型，則不用，該資料類型的儲存位於堆中

互斥鎖threading.Lock對象

       獲得互斥鎖：lock = threading.Lock()

       申請互斥鎖：lock.acquire()

       解除互斥鎖：lock.release()

條件變數threading.Condition對象

       建立該對象時，會包含建立一個Lock對象

       建立條件變數對象：conf = threading.Condition()

       申請互斥鎖：conf.acquire()

       解除互斥鎖：conf.release()

       多個線程等待：conf.wait()

       通知所有等待的線程開始工作：conf.notify_all()

       通知指定的線程開始工作：conf.notify()

執行緒計數鎖threading.Semaphore對象

       也有申請互斥鎖和解除互斥鎖的兩個方法

線程事件threading.Event對象

       類似於無Lock保護的threading.Condition對象

       evnetn對象有True和False兩種狀態，wait()會置為false，該進程等待，set()會置為True，從而所有等待狀態的進程開始工作。

       建立線程事件對象：event = threading.Event()

       多個線程等待：event.wait()

       通知所有等待的線程開始工作：event.set()

       通知所有event類型的線程等待：event.clear()

       適用情景暫時不明確

線程隊列Queue參考連結

       http://www.runoob.com/python3/python3-multithreading.html

內容

       主要包括FIFO（先入先出)隊列Queue，LIFO（後入先出）隊列LifoQueue，和優先順序隊列 PriorityQueue。

       這些隊列都實現了鎖原語，能夠在多線程中直接使用，可以使用隊列來實現線程間的同步。

Queue 模組中的常用方法

       Queue.qsize() 返回隊列的大小

       Queue.empty() 如果隊列為空白，返回True,反之False

       Queue.full() 如果隊列滿了，返回True,反之False

       Queue.full 與 maxsize 大小對應

       Queue.get([block[, timeout]])擷取隊列，timeout等待時間

       Queue.get_nowait() 相當Queue.get(False)

       Queue.put(item) 寫入隊列，timeout等待時間

       Queue.put_nowait(item) 相當Queue.put(item, False)

       Queue.task_done() 在完成一項工作之後，Queue.task_done()函數向任務已經完成的隊列發送一個訊號

       Queue.join() 實際上意味著等到隊列為空白，再執行別的操作

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