上一篇 介紹了thread模組，今天來學習Python中另一個操作執行緒的模組：threading。threading通過對thread模組進行二次封裝，提供了更方便的API來操作執行緒。今天內容比較多，閒話少說，現在就開始切入正題！
threading.Thread
Thread 是threading模組中最重要的類之一，可以使用它來建立執行緒。有兩種方式來建立執行緒：一種是通過繼承Thread類，重寫它的run方法；另一種是建立一個threading.Thread物件，在它的初始化函式（__init__）中將可呼叫物件作為引數傳入。下面分別舉例說明。先來看看通過繼承threading.Thread類來建立執行緒的例子：
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#coding=gbk import threading, time, random count = 0 class Counter(threading.Thread): def __init__(self, lock, threadName): '''@summary: 初始化物件。 @param lock: 瑣物件。 @param threadName: 執行緒名稱。 ''' super(Counter, self).__init__(name = threadName) #注意：一定要顯式的呼叫父類的初始 化函式。 self.lock = lock def run(self): '''@summary: 重寫父類run方法，線上程啟動後執行該方法內的程式碼。 ''' global count self.lock.acquire() for i in xrange(10000): count = count + 1 self.lock.release() lock = threading.Lock() for i in range(5): Counter(lock, "thread-" + str(i)).start() time.sleep(2) #確保執行緒都執行完畢 print count |
在程式碼中，我們建立了一個Counter類，它繼承了threading.Thread。初始化函式接收兩個引數，一個是瑣物件，另一個是執行緒的名稱。在Counter中，重寫了從父類繼承的run方法，run方法將一個全域性變數逐一的增加10000。在接下來的程式碼中，建立了五個Counter物件，分別呼叫其start方法。最後列印結果。這裡要說明一下run方法 和start方法: 它們都是從Thread繼承而來的，run()方法將線上程開啟後執行，可以把相關的邏輯寫到run方法中（通常把run方法稱為活動[Activity]。）；start()方法用於啟動執行緒。
再看看另外一種建立執行緒的方法：
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import threading, time, random count = 0 lock = threading.Lock() def doAdd(): '''@summary: 將全域性變數count 逐一的增加10000。 ''' global count, lock lock.acquire() for i in xrange(10000): count = count + 1 lock.release() for i in range(5): threading.Thread(target = doAdd, args = (), name = 'thread-' + str(i)).start() time.sleep(2) #確保執行緒都執行完畢 print count |
在這段程式碼中，我們定義了方法doAdd，它將全域性變數count 逐一的增加10000。然後建立了5個Thread物件，把函式物件doAdd 作為引數傳給它的初始化函式，再呼叫Thread物件的start方法，執行緒啟動後將執行doAdd函式。這裡有必要介紹一下threading.Thread類的初始化函式原型：
def __init__(self, group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})
- 引數group是預留的，用於將來擴充套件；
- 引數target是一個可呼叫物件（也稱為活動[activity]），線上程啟動後執行；
- 引數name是執行緒的名字。預設值為“Thread-N“，N是一個數字。
- 引數args和kwargs分別表示呼叫target時的引數列表和關鍵字引數。
Thread類還定義了以下常用方法與屬性：
Thread.getName()
Thread.setName()
Thread.name
用於獲取和設定執行緒的名稱。
Thread.ident
獲取執行緒的識別符號。執行緒識別符號是一個非零整數，只有在呼叫了start()方法之後該屬性才有效，否則它只返回None。
Thread.is_alive()
Thread.isAlive()
判斷執行緒是否是啟用的（alive）。從呼叫start()方法啟動執行緒，到run()方法執行完畢或遇到未處理異常而中斷 這段時間內，執行緒是啟用的。
Thread.join([timeout])
呼叫Thread.join將會使主調執行緒堵塞，直到被呼叫執行緒執行結束或超時。引數timeout是一個數值型別，表示超時時間，如果未提供該引數，那麼主調執行緒將一直堵塞到被調執行緒結束。下面舉個例子說明join()的使用：
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import threading, time def doWaiting(): print 'start waiting:', time.strftime('%H:%M:%S') time.sleep(3) print 'stop waiting', time.strftime('%H:%M:%S') thread1 = threading.Thread(target = doWaiting) thread1.start() time.sleep(1) #確保執行緒thread1已經啟動 print 'start join' thread1.join() #將一直堵塞，直到thread1執行結束。 print 'end join' |
threading.RLock和threading.Lock
在threading模組中，定義兩種型別的瑣：threading.Lock和threading.RLock。它們之間有一點細微的區別，通過比較下面兩段程式碼來說明：
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import threading lock = threading.Lock() #Lock物件 lock.acquire() lock.acquire() #產生了死瑣。 lock.release() lock.release() |
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import threading rLock = threading.RLock() #RLock物件 rLock.acquire() rLock.acquire() #在同一執行緒內，程式不會堵塞。 rLock.release() rLock.release() |
這兩種瑣的主要區別是：RLock允許在同一執行緒中被多次acquire。而Lock卻不允許這種情況。注意：如果使用RLock，那麼acquire和release必須成對出現，即呼叫了n次acquire，必須呼叫n次的release才能真正釋放所佔用的瑣。
threading.Condition
可以把Condiftion理解為一把高階的瑣，它提供了比Lock, RLock更高階的功能，允許我們能夠控制複雜的執行緒同步問題。threadiong.Condition在內部維護一個瑣物件（預設是RLock），可以在建立Condigtion物件的時候把瑣物件作為引數傳入。Condition也提供了acquire, release方法，其含義與瑣的acquire, release方法一致，其實它只是簡單的呼叫內部瑣物件的對應的方法而已。Condition還提供瞭如下方法(特別要注意：這些方法只有在佔用瑣(acquire)之後才能呼叫，否則將會報RuntimeError異常。)：
Condition.wait([timeout]):
wait方法釋放內部所佔用的瑣，同時執行緒被掛起，直至接收到通知被喚醒或超時（如果提供了timeout引數的話）。當執行緒被喚醒並重新佔有瑣的時候，程式才會繼續執行下去。
Condition.notify():
喚醒一個掛起的執行緒（如果存在掛起的執行緒）。注意：notify()方法不會釋放所佔用的瑣。
Condition.notify_all()
Condition.notifyAll()
喚醒所有掛起的執行緒（如果存在掛起的執行緒）。注意：這些方法不會釋放所佔用的瑣。
現在寫個捉迷藏的遊戲來具體介紹threading.Condition的基本使用。假設這個遊戲由兩個人來玩，一個藏(Hider)，一個找(Seeker)。遊戲的規則如下：1. 遊戲開始之後，Seeker先把自己眼睛蒙上，蒙上眼睛後，就通知Hider；2. Hider接收通知後開始找地方將自己藏起來，藏好之後，再通知Seeker可以找了； 3. Seeker接收到通知之後，就開始找Hider。Hider和Seeker都是獨立的個體，在程式中用兩個獨立的執行緒來表示，在遊戲過程中，兩者之間的行為有一定的時序關係，我們通過Condition來控制這種時序關係。
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#---- Condition #---- 捉迷藏的遊戲 import threading, time class Hider(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Hider, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): time.sleep(1) #確保先執行Seeker中的方法 self.cond.acquire() #b print self.name + ': 我已經把眼睛蒙上了' self.cond.notify() self.cond.wait() #c #f print self.name + ': 我找到你了 ~_~' self.cond.notify() self.cond.release() #g print self.name + ': 我贏了' #h class Seeker(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Seeker, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): self.cond.acquire() self.cond.wait() #a #釋放對瑣的佔用，同時執行緒掛起在這裡，直到被notify並重新佔 有瑣。 #d print self.name + ': 我已經藏好了，你快來找我吧' self.cond.notify() self.cond.wait() #e #h self.cond.release() print self.name + ': 被你找到了，哎~~~' cond = threading.Condition() seeker = Seeker(cond, 'seeker') hider = Hider(cond, 'hider') seeker.start() hider.start() |
threading.Event
Event實現與Condition類似的功能，不過比Condition簡單一點。它通過維護內部的識別符號來實現執行緒間的同步問題。（threading.Event和.NET中的System.Threading.ManualResetEvent類實現同樣的功能。）
Event.wait([timeout])
堵塞執行緒，直到Event物件內部標識位被設為True或超時（如果提供了引數timeout）。
Event.set()
將標識位設為Ture
Event.clear()
將標識伴設為False。
Event.isSet()
判斷標識位是否為Ture。
下面使用Event來實現捉迷藏的遊戲(可能用Event來實現不是很形象)
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#---- Event #---- 捉迷藏的遊戲 import threading, time class Hider(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Hider, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): time.sleep(1) #確保先執行Seeker中的方法 print self.name + ': 我已經把眼睛蒙上了' self.cond.set() time.sleep(1) self.cond.wait() print self.name + ': 我找到你了 ~_~' self.cond.set() print self.name + ': 我贏了' class Seeker(threading.Thread): def __init__(self, cond, name): super(Seeker, self).__init__() self.cond = cond self.name = name def run(self): self.cond.wait() print self.name + ': 我已經藏好了，你快來找我吧' self.cond.set() time.sleep(1) self.cond.wait() print self.name + ': 被你找到了，哎~~~' cond = threading.Event() seeker = Seeker(cond, 'seeker') hider = Hider(cond, 'hider') seeker.start() hider.start() |
threading.Timer
threading.Timer是threading.Thread的子類，可以在指定時間間隔後執行某個操作。下面是Python手冊上提供的一個例子：
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def hello(): print "hello, world" t = Timer(3, hello) t.start() # 3秒鐘之後執行hello函式。 |
threading模組中還有一些常用的方法沒有介紹：
threading.active_count()
threading.activeCount()
獲取當前活動的(alive)執行緒的個數。
threading.current_thread()
threading.currentThread()
獲取當前的執行緒物件（Thread object）。
threading.enumerate()
獲取當前所有活動執行緒的列表。
threading.settrace(func)
設定一個跟蹤函式，用於在run()執行之前被呼叫。
threading.setprofile(func)
設定一個跟蹤函式，用於在run()執行完畢之後呼叫。
threading模組的內容很多，一篇文章很難寫全，更多關於threading模組的資訊，請查詢Python手冊 threading模組。