【Python@Thread】thread模塊

一.關於Python多線程

　　Python解釋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釋器運行。

Python虛擬機的訪問是由全局解鎖器（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.設置GIL

2.切換進一個進程執行

3.執行下面操作中的一個

　　a.運行指定數量的字節碼（操作系統中是由時鍾控制的）

　　b.線程主動出讓控制權

4.把線程設置為睡眠狀態，即切換出線程

5.解鎖GIL

6.重復以上步驟

注意：1.調用外部代碼時（C/C++擴展的內置函數），GIL保持鎖定，因為外部代碼沒有Python字節碼.

　　　2.I/O密集型的Python程序要比計算密集型的程序更好的利用多線程。

二.關於thead模塊的多線程：

示例1，當沒有使用多線程時：

from time import sleep, ctime

def loop():
    print('start loop0 at:', ctime())
    sleep(4)
    print('loop 0 done at:', ctime())

def loop1():
    print('start loop1 at:', ctime())
    sleep(2)
    print('loop1 done at:', ctime())

def main():
    print('starting at:', ctime())
    loop()
    loop1()
    print('loop1 done at:', ctime())

if __name__ == '__main__':
    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模塊的核心函數是：start_new_thread()

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

示例2，當使用多線程時候：

 

import _thread
from time import sleep, ctime

def loop0():
    print('start loop0 at:', ctime())
    sleep(4)
    print('loop0 done at:', ctime())

def loop1():
    print('start loop1 at:', ctime())
    sleep(2)
    print('loop1 done at:', ctime())

def main():
    print('starting at:', ctime())
    _thread.start_new_thread(loop0, ())
    _thread.start_new_thread(loop1, ())
    sleep(6)
    print('all done at:', ctime())


if __name__ == '__main__':
    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后結束

　　　　　　　　2.loop0和loop1的運行時間一共是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，那么結果就有意思了

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

過后主線程繼續執行，loop0即使沒運行完畢，被迫退出！！

　　從這里也可以看出，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。

示例3，使用鎖的多線程：

import _thread
from time import sleep, ctime

loops = [4, 2]


def loop(nloop, nsec, lock):
    print('start loop', nloop, 'at:', ctime())
    sleep(nsec)
    print('loop', nloop, 'done at', ctime())
    lock.release()                                 #釋放鎖


def main():
    print('starting at:', ctime())
    locks = []

    for i in range(len(loops)):
        lock = _thread.allocate_lock()
        lock.acquire()　　　　　　　　　　　　　　　　#鎖上鎖
        locks.append(lock)　　　　　　　　　　　　　　#保存鎖

    for i in range(len(loops)):
        _thread.start_new_thread(loop, (i, loops[i], locks[i]))

    for i in range(len(loops)):
        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，

    print('all done at', ctime())

if __name__ == '__main__':
    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，運行時間為4s，而且不用人為的設置主線程切出時間。

 

參考資料：Python核心編程.第四章.Wesley Chun著