Python 多線程
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多線程類似于同時(shí)執(zhí)行多個(gè)不同程序，多線程運(yùn)行有如下優(yōu)點(diǎn)：
使用線程可以把占據(jù)長時(shí)間的程序中的任務(wù)放到后臺(tái)去處理。
用戶界面可以更加吸引人，這樣比如用戶點(diǎn)擊了一個(gè)按鈕去觸發(fā)某些事件的處理，可以彈出一個(gè)進(jìn)度條來顯示處理的進(jìn)度
程序的運(yùn)行速度可能加快
在一些等待的任務(wù)實(shí)現(xiàn)上如用戶輸入、文件讀寫和網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù)等，線程就比較有用了。在這種情況下我們可以釋放一些珍貴的資源如內(nèi)存占用等等。
線程在執(zhí)行過程中與進(jìn)程還是有區(qū)別的。每個(gè)獨(dú)立的線程有一個(gè)程序運(yùn)行的入口、順序執(zhí)行序列和程序的出口。但是線程不能夠獨(dú)立執(zhí)行，必須依存在應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序提供多個(gè)線程執(zhí)行控制。
每個(gè)線程都有他自己的一組CPU寄存器，稱為線程的上下文，該上下文反映了線程上次運(yùn)行該線程的CPU寄存器的狀態(tài)。
指令指針和堆棧指針寄存器是線程上下文中兩個(gè)最重要的寄存器，線程總是在進(jìn)程得到上下文中運(yùn)行的，這些地址都用于標(biāo)志擁有線程的進(jìn)程地址空間中的內(nèi)存。
線程可以被搶占（中斷）。
在其他線程正在運(yùn)行時(shí)，線程可以暫時(shí)擱置（也稱為睡眠） -- 這就是線程的退讓。
Python線程
Python中使用線程有兩種方式：函數(shù)或者用類來包裝線程對(duì)象。
函數(shù)式：調(diào)用thread模塊中的start_new_thread()函數(shù)來產(chǎn)生新線程。語法如下:
thread.start_new_thread ( function, args[, kwargs] )
參數(shù)說明:
function - 線程函數(shù)。
args - 傳遞給線程函數(shù)的參數(shù),他必須是個(gè)tuple類型。
kwargs - 可選參數(shù)。
#!/usr/bin/python#?-*-?coding:?UTF-8?-*-
importthread
importtime
#?為線程定義一個(gè)函數(shù)
defprint_time(threadName,delay):
?????count=0
?????whilecount<5:
? ?? ?????time.sleep(delay)
? ?? ?????count+=1
? ?? ?????print"%s:?%s"%(threadName,time.ctime(time.time()))
#?創(chuàng)建兩個(gè)線程
?????try:
? ?? ?????thread.start_new_thread(print_time,("Thread-1",2,))
? ?? ?????thread.start_new_thread(print_time,("Thread-2",4,))
?????except:
? ?? ?????print"Error:?unable?to?start?thread"
?????while1:
? ?? ?????pass
執(zhí)行以上程序輸出結(jié)果如下：
Thread-1:?Thu?Jan?22?15:42:17?2009
Thread-1:?Thu?Jan?22?15:42:19?2009
Thread-2:?Thu?Jan?22?15:42:19?2009
Thread-1:?Thu?Jan?22?15:42:21?2009
Thread-2:?Thu?Jan?22?15:42:23?2009
Thread-1:?Thu?Jan?22?15:42:23?2009
Thread-1:?Thu?Jan?22?15:42:25?2009
Thread-2:?Thu?Jan?22?15:42:27?2009
Thread-2:?Thu?Jan?22?15:42:31?2009
Thread-2:?Thu?Jan?22?15:42:35?2009
線程的結(jié)束一般依靠線程函數(shù)的自然結(jié)束；也可以在線程函數(shù)中調(diào)用thread.exit()，他拋出SystemExit exception，達(dá)到退出線程的目的。
線程模塊
Python通過兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)庫thread和threading提供對(duì)線程的支持。thread提供了低級(jí)別的、原始的線程以及一個(gè)簡單的鎖。
thread 模塊提供的其他方法：
threading.currentThread(): 返回當(dāng)前的線程變量。
threading.enumerate(): 返回一個(gè)包含正在運(yùn)行的線程的list。正在運(yùn)行指線程啟動(dòng)后、結(jié)束前，不包括啟動(dòng)前和終止后的線程。
threading.activeCount(): 返回正在運(yùn)行的線程數(shù)量，與len(threading.enumerate())有相同的結(jié)果。
除了使用方法外，線程模塊同樣提供了Thread類來處理線程，Thread類提供了以下方法:
run():用以表示線程活動(dòng)的方法。
start():啟動(dòng)線程活動(dòng)。
join([time]):等待至線程中止。這阻塞調(diào)用線程直至線程的join() 方法被調(diào)用中止-正常退出或者拋出未處理的異常-或者是可選的超時(shí)發(fā)生。
isAlive():返回線程是否活動(dòng)的。
getName():返回線程名。
setName():設(shè)置線程名。
使用Threading模塊創(chuàng)建線程
使用Threading模塊創(chuàng)建線程，直接從threading.Thread繼承，然后重寫__init__方法和run方法：
實(shí)例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python#?-*-?coding:?UTF-8?-*-
importthreading
importtime
exitFlag=0
classmyThread(threading.Thread):#繼承父類threading.Thread
?????def__init__(self,threadID,name,counter):
? ?? ?????threading.Thread.__init__(self)
? ?? ?????self.threadID=threadID
? ?? ?????self.name=name
? ?? ?????self.counter=counter
?????defrun(self):#把要執(zhí)行的代碼寫到run函數(shù)里面?線程在創(chuàng)建后會(huì)直接運(yùn)行run函數(shù)
? ?? ?????print"Starting"+self.name
? ? ? ? ? print print_time(self.name,self.counter,5)
? ?? ?????print"Exiting"+self.name
? ?? defprint_time(self,threadName,delay,counter):
? ?? ?????whilecounter:
? ? ? ? ? ?????ifexitFlag:
? ? ? ? ? ? ?? ?????threading.Thread.exit()
? ? ? ? ? ? ?? time.sleep(delay)
? ? ? ? ? ?????print"%s:?%s"%(threadName,time.ctime(time.time()))
? ? ? ? ? ?????counter-=1
#?創(chuàng)建新線程
thread1=myThread(1,"Thread-1",1)
thread2=myThread(2,"Thread-2",2)
#?開啟線程
thread1.start()
thread2.start()
print"Exiting?Main?Thread"
以上程序執(zhí)行結(jié)果如下；
Starting?Thread-1
Starting?Thread-2
Exiting?Main?Thread
Thread-1:?Thu?Mar?21?09:10:03?2013
Thread-1:?Thu?Mar?21?09:10:04?2013
Thread-2:?Thu?Mar?21?09:10:04?2013
Thread-1:?Thu?Mar?21?09:10:05?2013
Thread-1:?Thu?Mar?21?09:10:06?2013
Thread-2:?Thu?Mar?21?09:10:06?2013
Thread-1:?Thu?Mar?21?09:10:07?2013
Exiting?Thread-1
Thread-2:?Thu?Mar?21?09:10:08?2013
Thread-2:?Thu?Mar?21?09:10:10?2013
Thread-2:?Thu?Mar?21?09:10:12?2013
Exiting?Thread-2
線程同步
如果多個(gè)線程共同對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)修改，則可能出現(xiàn)不可預(yù)料的結(jié)果，為了保證數(shù)據(jù)的正確性，需要對(duì)多個(gè)線程進(jìn)行同步。
使用Thread對(duì)象的Lock和Rlock可以實(shí)現(xiàn)簡單的線程同步，這兩個(gè)對(duì)象都有acquire方法和release方法，對(duì)于那些需要每次只允許一個(gè)線程操作的數(shù)據(jù)，可以將其操作放到acquire和release方法之間。如下：
多線程的優(yōu)勢在于可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)（至少感覺起來是這樣）。但是當(dāng)線程需要共享數(shù)據(jù)時(shí)，可能存在數(shù)據(jù)不同步的問題。
考慮這樣一種情況：一個(gè)列表里所有元素都是0，線程"set"從后向前把所有元素改成1，而線程"print"負(fù)責(zé)從前往后讀取列表并打印。
那么，可能線程"set"開始改的時(shí)候，線程"print"便來打印列表了，輸出就成了一半0一半1，這就是數(shù)據(jù)的不同步。為了避免這種情況，引入了鎖的概念。
鎖有兩種狀態(tài)——鎖定和未鎖定。每當(dāng)一個(gè)線程比如"set"要訪問共享數(shù)據(jù)時(shí)，必須先獲得鎖定；如果已經(jīng)有別的線程比如"print"獲得鎖定了，那么就讓線程"set"暫停，也就是同步阻塞；等到線程"print"訪問完畢，釋放鎖以后，再讓線程"set"繼續(xù)。
經(jīng)過這樣的處理，打印列表時(shí)要么全部輸出0，要么全部輸出1，不會(huì)再出現(xiàn)一半0一半1的尷尬場面。
threadLock=threading.Lock()
# 占用鎖
? ? ?threadLock.acquire()
? ? ? ? ? ?...
#?釋放鎖
? ? ? threadLock.release()
線程優(yōu)先級(jí)隊(duì)列（ Queue）
Python的Queue模塊中提供了同步的、線程安全的隊(duì)列類，包括FIFO（先入先出)隊(duì)列Queue，LIFO（后入先出）隊(duì)列LifoQueue，和優(yōu)先級(jí)隊(duì)列PriorityQueue。
這些隊(duì)列都實(shí)現(xiàn)了鎖原語，能夠在多線程中直接使用。可以使用隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)線程間的同步。
Queue模塊中的常用方法:
Queue.qsize() 返回隊(duì)列的大小
Queue.empty() 如果隊(duì)列為空，返回True,反之False
Queue.full() 如果隊(duì)列滿了，返回True,反之False
Queue.full 與 maxsize 大小對(duì)應(yīng)
Queue.get([block[, timeout]])獲取隊(duì)列，timeout等待時(shí)間
Queue.get_nowait() 相當(dāng)Queue.get(False)
Queue.put(item) 寫入隊(duì)列，timeout等待時(shí)間
Queue.put_nowait(item) 相當(dāng)Queue.put(item, False)
Queue.task_done() 在完成一項(xiàng)工作之后，Queue.task_done()函數(shù)向任務(wù)已經(jīng)完成的隊(duì)列發(fā)送一個(gè)信號(hào)
Queue.join() 實(shí)際上意味著等到隊(duì)列為空，再執(zhí)行別的操作
threading 多線程
? 1 #coding=utf-8
? 2 import threading
? 3 from time import ctime, sleep
? 4
? 5 def music(name):
? 6? ? ?for i in range(2):
? 7? ? ? ? ?print "I listening to music.%s %s" %(name, ctime())
? 8? ? ? ? ?sleep(1)
? 9
?10
?11 def move(name):
?12? ? ?for i in range(4):
?13? ? ? ? ?print "I watching moive %s %s" %(name, ctime())
?14? ? ? ? ?sleep(5)
?15
?16 t1 = threading.Thread(target=music, args=(u'傷不起',))
?17 t2 = threading.Thread(target=move, args=(u'阿凡達(dá)',)) ? ?#加逗號(hào), 防止傳參數(shù)目不對(duì)
?18
?19 threads = [t1, t2]
?20 if __name__ == '__main__':
?21? ? ?for t in threads:
?22? ? ? ? ?t.setDaemon(True) ? ? ? ? ? ? # 設(shè)置守護(hù)進(jìn)程
?23? ? ? ? ?t.start()
?24? ? ?t.join() ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?# 等待所有的子線程完成
?25? ? ?print "all ove %s" % ctime()
線程對(duì)象有兩個(gè)用來管理線程機(jī)制的方法： setDaemon 和 join
setDaemon(True)
setDaemon() ：設(shè)置此線程是否被主線程守護(hù)回收。默認(rèn)False不回收，需要在 start 方法前調(diào)用；設(shè)為True相當(dāng)于像主線程中注冊守護(hù)，主線程結(jié)束時(shí)會(huì)將其一并回收， 回收的意思就是結(jié)束， 設(shè)置為true的話， 不管子線程是否完成都隨著主線程結(jié)束而結(jié)束，默認(rèn)為False,子線程會(huì)無限被掛起, 變成孤兒進(jìn)程， 導(dǎo)致退不出程序
join
join()：設(shè)置主線程是否同步阻塞自己來待此線程執(zhí)行完畢。如果不設(shè)置的話則主進(jìn)程會(huì)繼續(xù)執(zhí)行自己的，在結(jié)束時(shí)根據(jù) setDaemon 有無注冊為守護(hù)模式的子進(jìn)程，有的話將其回收，沒有的話就結(jié)束自己，某些子線程可以仍在執(zhí)行
主線程啟動(dòng)若干個(gè)子線程后，可以繼續(xù)執(zhí)行主線程的代碼，也可以等待所有的子線程執(zhí)行完畢后繼續(xù)執(zhí)行主線程，這里需要用到的就是 join 方法，子線程通過調(diào)用 join 可以告訴主線程，你必須等著我，我完事了你才可以再往下執(zhí)行。
?????這里要理解，比如 子線程1 花費(fèi) 10秒，子線程2 花費(fèi) 5秒，如果子線程 2 調(diào)用了 join，那么 主線程只會(huì)等待用時(shí) 5秒 的子線程2 執(zhí)行完畢，會(huì)繼續(xù)向下執(zhí)行，而不會(huì)等待還需要5秒才能執(zhí)行完畢的子線程1
? ? ?所以如果需要所有的子線程都能在主線程結(jié)束前被執(zhí)行完畢，則必須為每一個(gè)子線程都注冊 join
