【Python@Thread】thread模組

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一.關於Python多線程

　　Python解譯器中可以同時運行多個線程，但是再任意時刻只能有一個線程在解譯器運行。

Python虛擬機器的訪問是由全域解鎖器（GIL）控制的，由GIL保證同時只有一個線程的運行。

執行方式如下：

1.設定GIL

2.切換進一個進程執行

3.執行下面操作中的一個

　　a.運行指定數量的位元組碼（作業系統中是由時鐘控制的）

　　b.線程主動出讓控制權

4.把線程設定為睡眠狀態，即切換出線程

5.解鎖GIL

6.重複以上步驟

注意：1.調用外部代碼時（C/C++擴充的內建函數），GIL保持鎖定，因為外部代碼沒有Python位元組碼.

　　　2.I/O密集型的Python程式要比計算密集型的程式更好的利用多線程。

二.關於thead模組的多線程：

樣本1，當沒有使用多線程時：

 1 from time import sleep, ctime 2  3 def loop(): 4     print(‘start loop0 at:‘, ctime()) 5     sleep(4) 6     print(‘loop 0 done at:‘, ctime()) 7  8 def loop1(): 9     print(‘start loop1 at:‘, ctime())10     sleep(2)11     print(‘loop1 done at:‘, ctime())12 13 def main():14     print(‘starting at:‘, ctime())15     loop()16     loop1()17     print(‘loop1 done at:‘, ctime())18 19 if __name__ == ‘__main__‘:20     main()

輸出結果為：

starting at: Mon Dec 19 22:17:42 2016
start loop0 at: Mon Dec 19 22:17:42 2016
loop 0 done at: Mon Dec 19 22:17:46 2016
start loop1 at: Mon Dec 19 22:17:46 2016
loop1 done at: Mon Dec 19 22:17:48 2016
loop1 done at: Mon Dec 19 22:17:48 2016

從結果可以看出loop0和loop按照順序執行，耗時一共6s

 

thread模組的核心函數是：start_new_thread()

用法：_thread.start_new_thread(func, *arg, **kwargs)

樣本2，當使用多線程時候：

 

 1 import _thread 2 from time import sleep, ctime 3  4 def loop0(): 5     print(‘start loop0 at:‘, ctime()) 6     sleep(4) 7     print(‘loop0 done at:‘, ctime()) 8  9 def loop1():10     print(‘start loop1 at:‘, ctime())11     sleep(2)12     print(‘loop1 done at:‘, ctime())13 14 def main():15     print(‘starting at:‘, ctime())16     _thread.start_new_thread(loop0, ())17     _thread.start_new_thread(loop1, ())18     sleep(6)19     print(‘all done at:‘, ctime())20 21 22 if __name__ == ‘__main__‘:23     main()

結果為：

starting at: Mon Dec 19 22:27:57 2016
start loop0 at: Mon Dec 19 22:27:57 2016
start loop1 at: Mon Dec 19 22:27:57 2016
loop1 done at: Mon Dec 19 22:27:59 2016
loop0 done at: Mon Dec 19 22:28:01 2016
all done at: Mon Dec 19 22:28:03 2016

從結果可以看出，1.結果不是按照順序輸出的，loop0後結束

　　　　　　　　2.loop0和loop1的已耗用時間一共是4s，比沒有使用多線程快了2s

　　　　　　　　3.sleep(6)是針對主線程的，預計loop0和loop1會在6s前執行完畢。

如果我們把主線程的執行時間設定為3s，那麼結果就有意思了

starting at: Mon Dec 19 22:33:01 2016
start loop0 at: Mon Dec 19 22:33:01 2016
start loop1 at: Mon Dec 19 22:33:01 2016
loop1 done at: Mon Dec 19 22:33:03 2016
all done at: Mon Dec 19 22:33:04 2016

　　從這個結果哦可以看出，loop0沒有執行完畢就被迫退出！！！原因是主線程的切出時間為3s，3s

過後主線程繼續執行，loop0即使沒運行完畢，被迫退出！！

　　從這裡也可以看出，對主線程執行sleep()來達到同步的目的不可靠，所以引入鎖的概念。

樣本3，使用鎖的多線程：

 1 import _thread 2 from time import sleep, ctime 3  4 loops = [4, 2] 5  6  7 def loop(nloop, nsec, lock): 8     print(‘start loop‘, nloop, ‘at:‘, ctime()) 9     sleep(nsec)10     print(‘loop‘, nloop, ‘done at‘, ctime())11     lock.release()                                 #釋放鎖12 13 14 def main():15     print(‘starting at:‘, ctime())16     locks = []17 18     for i in range(len(loops)):19         lock = _thread.allocate_lock()20         lock.acquire()　　　　　　　　　　　　　　　　#鎖上鎖21         locks.append(lock)　　　　　　　　　　　　　　#儲存鎖22 23     for i in range(len(loops)):24         _thread.start_new_thread(loop, (i, loops[i], locks[i]))25 26     for i in range(len(loops)):27         while locks[i].locked(): pass　　　　　　#使用忙等待暫停主線程，直到所有的鎖都被釋放繼續主線程，28 29     print(‘all done at‘, ctime())30 31 if __name__ == ‘__main__‘:32     main()

結果：

starting at: Mon Dec 19 22:52:02 2016
start loop 0 at: Mon Dec 19 22:52:02 2016
start loop 1 at: Mon Dec 19 22:52:02 2016
loop 1 done at Mon Dec 19 22:52:04 2016
loop 0 done at Mon Dec 19 22:52:06 2016
all done at Mon Dec 19 22:52:06 2016

　　從結果可以看出，使用所的多線程，已耗用時間為4s，而且不用人為的設定主線程切出時間。

 

參考資料：Python核心編程.第四章.Wesley Chun著

 

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