通讀Python官方文件之Threading

PETCoder亞洲善待程式猿組織發表於2019-02-16
Pythonthread

Python的threading模組鬆散地基於Java的threading模組。但現線上程沒有優先順序，沒有執行緒組，不能被銷燬、停止、暫停、開始和打斷。 Java Thread類的靜態方法，被移植成了模組方法。

main thread: 執行python程式的執行緒

daemon thread 守護執行緒，如果守護執行緒之外的執行緒都結束了。守護執行緒也會結束，並強行終止整個程式。不要在守護程式中進行資源相關操作。會導致資源不能正確的釋放。在非守護程式中使用Event。

Thread 類

(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}, *, daemon=None)

group: 為以後的ThreadGroup類預留
target: 被執行的物件，由run()方法執行
args: target物件使用的引數
daemon: 是否為守護程式

start()


每個thread 物件都只能被呼叫1次start()

run()


如果建立Thread的子類，重寫該方法。負責執行target引數傳來的可執行物件。

join()


阻塞執行緒直到結束。

GIL

在CPython中，由於GIL的存在，Python每次只能執行一個執行緒。如果要充分利用多核機器的計算資源需要使用multiprocessing或者是concurrent.futures.ProcessPollExecutor。 但，但如果你想要很多I/O相關的併發操作，threding仍然是一個很好的選擇 。？因為系統自動實現了執行緒的上下文切換。

from threading import Thread
import requests

url = `http://www.baidu.com`

urls = [url]*20
threads = []

for url in urls:
    t = Thread(target=requests.get, args=(url, ))
    t.start()
    threads.append(t)

for t in threads:
    t.join()

鎖(Lock)物件

原始鎖（primitive lock），當它鎖住的時候，它是一種不屬於任何一個執行緒的同步原語（synchronization primitive）。 在Python中，他是目前可用的最底層的同步原語，由_thread模組提供。

一個原始鎖有兩個狀態：locked 和unlocked。鎖建立時，處於unlocked狀態。 鎖由兩個基本方法：acquire()和release()。

當處於unlocked狀態時，acquire(()方法可以將狀態變為locked，並立即返回。當處於locked狀態時，acquire()會阻塞直至另一個執行緒呼叫了release()使改鎖解鎖，然後acquire()將鎖上鎖，並返回。

release()方法只能在鎖locked時別呼叫，並釋放鎖。否則會丟擲RuntimeError錯誤。

如果有多個 acquire()在等待解鎖，則不確定哪一個哪一個會被觸發。

class threading.Lock

如果一個執行緒acquire了一個鎖，那麼後續獲取它的執行緒都會被阻塞，直至鎖被釋放。任何執行緒都可以釋放鎖。

Lock是一個工廠函式，返回當前平臺下最高效的concrete Lock類的例項。

Lock支援上下文管理方法（context management protocol），也就是with 語句。在存在競態條件（race condition）的時候，要使用鎖。比如多執行緒共同操作某個資料。

# 摘自python Cookbook
import threading

class SharedCounter:

    def __init__(self, init_value=0):
        self._value  = init_value
        self._value_lock = threading.Lock()
    
    def incr(self, delta=1):
        # 在這裡使用了with 語句，建立一個鎖，增加值，釋放鎖。
        with self._value_lock:
            self._value += 1

RLock物件

可重入鎖（reentrant lock）。感覺是一個鎖中鎖，就是可以遞迴的鎖。等見到具體的應用例子再寫。

Condition物件

condition變數總是與某種鎖相關，鎖可以是傳過來的，也可以通過預設設定建立。如果有多個 condition物件需要共享一個鎖時，傳遞一個鎖是非常有用的。鎖是condition物件的一部分，你不用刻意的跟蹤它。

Timer物件

Timer是Thread的子類，所以也要接受function引數，也可以被start()。 它的run()函式被重寫為先event.wait(interval)，再啟動function。

Barrier物件

實現某些服務的共進退。

threading.Barrier(parties, action=None, timeout=None)

設定n=parties個執行緒，當n個barrier.wait()被呼叫後，所有這些呼叫的阻塞被同時解除，執行action

感覺Barrier可以實現很多複雜的功能。

參考資料：

Python threading

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