python多線程創建與使用（轉）

来源:https://www.cnblogs.com/xhnxhnu/archive/2018/10/01/9736011.html
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原文： "http://codingpy.com/article/python 201 a tutorial on threads/" 創建多線程 創建多線程主要有2種方式。 使用threading.Thread函數 繼承threading類 1. 使用threading.Thread函數 impo ...


原文：http://codingpy.com/article/python-201-a-tutorial-on-threads/

創建多線程

創建多線程主要有2種方式。

  • 使用threading.Thread函數
  • 繼承threading類

1. 使用threading.Thread函數

import threading

def tom(number):
    print  threading.currentThread().getName()
    print number

if __name__ == "__main__":
    number = ["zero", "one", "two", "three", "four"]
    sex = ["man", "woman"]
    for i in range(5):
        th = threading.Thread(target=tom, args=(number[i],))
        # th.setName('mythread')
        # print th.getName()
        th.start()

說明：Thread()函數有2個參數，一個是target，內容為子線程要執行的函數名稱；另一個是args，內容為需要傳遞的參數。Args 參數看起來有些奇怪，那是因為我們需要傳遞一個序列給tom函數，但它只接受一個變數，所以我們把逗號放在尾部來創建只有一個參數的序列。創建完子線程，將會返回一個對象，調用對象的start方法，可以啟動子線程。

當你運行以上這段代碼，會得到以下輸出：

Thread-1
zero
Thread-2
one
Thread-3
two
Thread-4
three
Thread-5
four

線程對象的方法：

  • Start() 開始線程的執行

  • Run() 定義線程的功能的函數

  • Join(timeout=None) 程式掛起，直到線程結束；如果給了timeout，則最多阻塞timeout秒

  • getName() 返回線程的名字

  • setName() 設置線程的名字

  • isAlive() 布爾標誌，表示這個線程是否還在運行

  • isDaemon() 返回線程的daemon標誌

  • setDaemon(daemonic) 把線程的daemon標誌設為daemonic（一定要在start（）函數前調用）

  • t.setDaemon(True) 把父線程設置為守護線程，當父進程結束時，子進程也結束

2. 繼承threading類

import  threading

class mythread(threading.Thread):
    def __init__(self,number):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.number = number

    def run(self):
        print threading.current_thread().getName()
        print self.number

if __name__ == "__main__":
    for i in range(5):
        th = mythread(i)
        th.start()

當你運行以上這段代碼，會得到以下輸出：

Thread-1
0
Thread-2
1
Thread-3
2
Thread-4
3
Thread-5
4

當然，通常情況下你不會希望輸出列印到標準輸出。如果不幸真的這麼做了，那麼最終的顯示效果將會非常混亂。你應該使用 Python 的 logging 模塊。它是線程安全的，並且表現出色。讓我們用 logging 模塊修改上面的例子並且給我們的線程命名。代碼如下：

import threading
import logging

def get_logger():
    #創建一個被設置為調試級別的日誌記錄器
    logger = logging.getLogger("mylogger")
    logger.setLevel(logging.DEBUG)
    
    #設置每行日誌的格式。格式包括時間戳、線程名、日誌記錄級別以及日誌信息
    fh = logging.FileHandler("threading.log")
    fmt = '%(asctime)s - %(threadName)s - %(levelname)s - %(message)s'
    formatter = logging.Formatter(fmt)
    fh.setFormatter(formatter)
    
    logger.addHandler(fh)
    return logger


def tom(number, logger):
    logger.debug(number)

if __name__ == "__main__":
    logger = get_logger()
    number = ["zero", "one", "two", "three", "four"]
    sex = ["man", "woman"]
    for i in range(5):
        th = threading.Thread(target=tom, args=(number[i],logger))
        # th.setName('mythread')
        # print th.getName()
        th.start()

通過繼承的方法：

import  threading
import logging


class mythread(threading.Thread):
    def __init__(self,number,logger):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.number = number
        self.logger = logger

    def run(self):
        self.logger.debug("calling-thread")
        tom(self.number, self.logger)


def get_logger():
    logger = logging.getLogger("mylogger")
    logger.setLevel(logging.DEBUG)
    
    fh = logging.FileHandler("threading.log")
    fmt = '%(asctime)s - %(threadName)s - %(levelname)s - %(message)s'
    formatter = logging.Formatter(fmt)
    fh.setFormatter(formatter)
    
    logger.addHandler(fh)
    return logger


def tom(number, logger):
    

if __name__ == "__main__":
    logger = get_logger()
    for i in range(5):
        th = mythread(i, logger)
        th.start()

在 tom 函數中，我們把 print 語句換成 logging 語句。你會註發現，在創建線程時，我們給 doubler 函數傳入了 logger 對象。這樣做的原因是，如果在每個線程中實例化 logging 對象，那麼將會產生多個 logging 單例（singleton），並且日誌中將會有很多重覆的內容

線程鎖與線程同步

由於物理上得限制，各CPU廠商在核心頻率上的比賽已經被多核所取代。為了更有效的利用多核處理器的性能，就出現了多線程的編程方式，而隨之帶來的就是線程間數據一致性和狀態同步的困難。解決多線程之間數據完整性和狀態同步的最簡單方法自然就是加鎖。鎖由 Python 的 threading 模塊提供，並且它最多被一個線程所持有。當一個線程試圖獲取一個已經鎖在資源上的鎖時，該線程通常會暫停運行，直到這個鎖被釋放。

有兩種方式為線程加鎖：

  1. try...finally

  2. with

代碼如下：

import  threading
import logging

lock = threading.Lock()
class mythread(threading.Thread):
    def __init__(self,number,logger):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.number = number
        self.logger = logger
    
    def run(self):
        lock.acquire()
        try:
            self.logger.debug("calling-thread")
            tom(self.number, self.logger)
        finally:
            lock.release()

def get_logger():
    logger = logging.getLogger("mylogger")
    logger.setLevel(logging.DEBUG)
    
    fh = logging.FileHandler("threading.log")
    fmt = '%(asctime)s - %(threadName)s - %(levelname)s - %(message)s'
    formatter = logging.Formatter(fmt)
    fh.setFormatter(formatter)
    
    logger.addHandler(fh)
    return logger


def tom(number, logger):
    with lock:
        logger.debug(number)



if __name__ == "__main__":
    logger = get_logger()
    for i in range(5):
        with lock:
            th = mythread(i, logger)
            th.start()

當你真正運行這段代碼時，你會發現它只是掛起了。究其原因，是因為我們只告訴 threading 模塊獲取鎖。所以當我們調用第一個函數時，它發現鎖已經被獲取，隨後便把自己掛起了，直到鎖被釋放，然而這將永遠不會發生。

真正的解決辦法是使用重入鎖（Re-Entrant Lock）。threading 模塊提供的解決辦法是使用 RLock 函數。即把 lock = threading.lock() 替換為 lock = threading.RLock()，然後重新運行代碼，現在代碼就可以正常運行了。

線程通信

某些情況下，你會希望線程之間互相通信。就像先前提到的，你可以通過創建 Event 對象達到這個目的。但更常用的方法是使用隊列（Queue）。在我們的例子中，這兩種方式都會有所涉及。下麵讓我們看看到底是什麼樣子的：

import threading

import Queue


def creator(data, q):
"""
生成用於消費的數據，等待消費者完成處理
"""
    print('Creating data and putting it on the queue')
    for item in data:
        evt = threading.Event()
        q.put((item, evt))
        
        print('Waiting for data to be doubled')
        evt.wait()


def my_consumer(q):
"""
消費部分數據，並做處理

這裡所做的只是將輸入翻一倍

"""
while True:
    data, evt = q.get()
    print('data found to be processed: {}'.format(data))
    processed = data * 2
    print(processed)
    evt.set()
    q.task_done()


if __name__ == '__main__':
    q = Queue()
    data = [5, 10, 13, -1]
    thread_one = threading.Thread(target=creator, args=(data, q))
    thread_two = threading.Thread(target=my_consumer, args=(q,))
    thread_one.start()
    thread_two.start()
    
    q.join()

讓我們掰開揉碎分析一下。首先，我們有一個創建者（creator）函數（亦稱作生產者（producer）），我們用它來創建想要操作（或者消費）的數據。然後用另外一個函數 my_consumer 來處理剛纔創建出來的數據。Creator 函數使用 Queue 的 put 方法向隊列中插入數據，消費者將會持續不斷的檢測有沒有更多的數據，當發現有數據時就會處理數據。Queue 對象處理所有的獲取鎖和釋放鎖的過程，這些不用我們太關心。

在這個例子中，先創建一個列表，然後創建兩個線程，一個用作生產者，一個作為消費者。你會發現，我們給兩個線程都傳遞了 Queue 對象，這兩個線程隱藏了關於鎖處理的細節。隊列實現了數據從第一個線程到第二個線程的傳遞。當第一個線程把數據放入隊列時，同時也傳遞一個 Event 事件，緊接著掛起自己，等待該事件結束。在消費者側，也就是第二個線程，則做數據處理工作。當完成數據處理後就會調用 Event 事件的 set 方法，通知第一個線程已經把數據處理完畢了，可以繼續生產了。

最後一行代碼調用了 Queue 對象的 join 方法，它會告知 Queue 等待所有線程結束。當第一個線程把所有數據都放到隊列中，它也就運行結束了。


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