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开始学习Python线程

Python中使用线程有两种方式：函数或者用类来包装线程对象。

函数式：调用thread模块中的start_new_thread()函数来产生新线程。语法如下:

thread.start_new_thread ( function, args[, kwargs] )

参数说明:

function - 线程函数。

args - 传递给线程函数的参数,他必须是个tuple类型。

kwargs - 可选参数。

实例(Python 2.0+)

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- import thread import time # 为线程定义一个函数 def print_time ( threadName , delay ) : count = 0 while count < 5 : time . sleep ( delay ) count += 1 print " %s: %s " % ( threadName , time . ctime ( time . time ( ) ) ) # 创建两个线程 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 " while 1 :

执行以上程序输出结果如下：

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

线程的结束一般依靠线程函数的自然结束；也可以在线程函数中调用thread.exit()，他抛出SystemExit exception，达到退出线程的目的。

Python通过两个标准库thread和threading提供对线程的支持。thread提供了低级别的、原始的线程以及一个简单的锁。

threading 模块提供的其他方法：

threading.currentThread(): 返回当前的线程变量。

threading.enumerate(): 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前，不包括启动前和终止后的线程。

threading.activeCount(): 返回正在运行的线程数量，与len(threading.enumerate())有相同的结果。

除了使用方法外，线程模块同样提供了Thread类来处理线程，Thread类提供了以下方法:

run(): 用以表示线程活动的方法。

start(): 启动线程活动。

join([time]): 等待至线程中止。这阻塞调用线程直至线程的join() 方法被调用中止-正常退出或者抛出未处理的异常-或者是可选的超时发生。

isAlive(): 返回线程是否活动的。

getName(): 返回线程名。

setName(): 设置线程名。

使用Threading模块创建线程

使用Threading模块创建线程，直接从threading.Thread继承，然后重写__init__方法和run方法：

实例(Python 2.0+)

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- import threading import time exitFlag = 0 class myThread ( threading . Thread ) : #继承父类threading.Thread def __init__ ( self , threadID , name , counter ) : threading . Thread . __init__ ( self ) self . threadID = threadID self . name = name self . counter = counter def run ( self ) : #把要执行的代码写到run函数里面线程在创建后会直接运行run函数 print " Starting " + self . name print_time ( self . name , self . counter , 5 ) print " Exiting " + self . name def print_time ( threadName , delay , counter ) : while counter : if exitFlag : ( threading . Thread ) . exit ( ) time . sleep ( delay ) print " %s: %s " % ( threadName , time . ctime ( time . time ( ) ) ) counter -= 1 # 创建新线程 thread1 = myThread ( 1 , " Thread-1 " , 1 ) thread2 = myThread ( 2 , " Thread-2 " , 2 ) # 开启线程 thread1 . start ( ) thread2 . start ( ) print " Exiting Main Thread "

以上程序执行结果如下；

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

如果多个线程共同对某个数据修改，则可能出现不可预料的结果，为了保证数据的正确性，需要对多个线程进行同步。使用Thread对象的Lock和Rlock可以实现简单的线程同步，这两个对象都有acquire方法和release方法，对于那些需要每次只允许一个线程操作的数据，可以将其操作放到acquire和release方法之间。如下：

多线程的优势在于可以同时运行多个任务（至少感觉起来是这样）。但是当线程需要共享数据时，可能存在数据不同步的问题。

考虑这样一种情况：一个列表里所有元素都是0，线程"set"从后向前把所有元素改成1，而线程"print"负责从前往后读取列表并打印。

那么，可能线程"set"开始改的时候，线程"print"便来打印列表了，输出就成了一半0一半1，这就是数据的不同步。为了避免这种情况，引入了锁的概念。锁有两种状态——锁定和未锁定。每当一个线程比如"set"要访问共享数据时，必须先获得锁定；如果已经有别的线程比如"print"获得锁定了，那么就让线程"set"暂停，也就是同步阻塞；等到线程"print"访问完毕，释放锁以后，再让线程"set"继续。经过这样的处理，打印列表时要么全部输出0，要么全部输出1，不会再出现一半0一半1的尴尬场面。

实例(Python 2.0+)

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- import threading import time class myThread ( threading . Thread ) : def __init__ ( self , threadID , name , counter ) : threading . Thread . __init__ ( self ) self . threadID = threadID self . name = name self . counter = counter def run ( self ) : print " Starting " + self . name # 获得锁，成功获得锁定后返回True # 可选的timeout参数不填时将一直阻塞直到获得锁定 # 否则超时后将返回False threadLock . acquire ( ) print_time ( self . name , self . counter , 3 ) # 释放锁 threadLock . release ( ) def print_time ( threadName , delay , counter ) : while counter : time . sleep ( delay ) print " %s: %s " % ( threadName , time . ctime ( time . time ( ) ) ) counter -= 1 threadLock = threading . Lock ( ) threads = [ ] # 创建新线程 thread1 = myThread ( 1 , " Thread-1 " , 1 ) thread2 = myThread ( 2 , " Thread-2 " , 2 ) # 开启新线程 thread1 . start ( ) thread2 . start ( ) # 添加线程到线程列表 threads . append ( thread1 ) threads . append ( thread2 ) # 等待所有线程完成 for t in threads : t . join ( ) print " Exiting Main Thread "

线程优先级队列（ Queue）
Python的Queue模块中提供了同步的、线程安全的队列类，包括FIFO（先入先出)队列Queue，LIFO（后入先出）队列LifoQueue，和优先级队列PriorityQueue。这些队列都实现了锁原语，能够在多线程中直接使用。可以使用队列来实现线程间的同步。

Queue模块中的常用方法:

Queue.qsize() 返回队列的大小

Queue.empty() 如果队列为空，返回True,反之False

Queue.full() 如果队列满了，返回True,反之False

Queue.full 与 maxsize 大小对应

Queue.get([block[, timeout]])获取队列，timeout等待时间

Queue.get_nowait() 相当Queue.get(False)

Queue.put(item, block=True, timeout=None) 写入队列，timeout等待时间

Queue.put_nowait(item) 相当 Queue.put(item, False)

Queue.task_done() 在完成一项工作之后，Queue.task_done()函数向任务已经完成的队列发送一个信号

Queue.join() 实际上意味着等到队列为空，再执行别的操作

实例(Python 2.0+)

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- import Queue import threading import time exitFlag = 0 class myThread ( threading . Thread ) : def __init__ ( self , threadID , name , q ) : threading . Thread . __init__ ( self ) self . threadID = threadID self . name = name self . q = q def run ( self ) : print " Starting " + self . name process_data ( self . name , self . q ) print " Exiting " + self . name def process_data ( threadName , q ) : while not exitFlag : queueLock . acquire ( ) if not workQueue . empty ( ) : data = q . get ( ) queueLock . release ( ) print " %s processing %s " % ( threadName , data ) else : queueLock . release ( ) time . sleep ( 1 ) threadList = [ " Thread-1 " , " Thread-2 " , " Thread-3 " ] nameList = [ " One " , " Two " , " Three " , " Four " , " Five " ] queueLock = threading . Lock ( ) workQueue = Queue . Queue ( 10 ) threads = [ ] threadID = 1 # 创建新线程 for tName in threadList : thread = myThread ( threadID , tName , workQueue ) thread . start ( ) threads . append ( thread ) threadID += 1 # 填充队列 queueLock . acquire ( ) for word in nameList : workQueue . put ( word ) queueLock . release ( ) # 等待队列清空 while not workQueue . empty ( ) : # 通知线程是时候退出 exitFlag = 1 # 等待所有线程完成 for t in threads : t . join ( ) print " Exiting Main Thread "

以上程序执行结果：

Starting Thread-1 Starting Thread-2 Starting Thread-3 Thread-1 processing One Thread-2 processing Two Thread-3 processing Three Thread-1 processing Four Thread-2 processing Five Exiting Thread-3 Exiting Thread-1 Exiting Thread-2 Exiting Main Thread list = [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0] class myThread(threading.Thread): def __init__(self,threadId,name,counter): threading.Thread.__init__(self) self.threadId = threadId self.name = name self.counter = counter def run(self): print "开始线程:",self.name # 获得锁，成功获得锁定后返回 True # 可选的timeout参数不填时将一直阻塞直到获得锁定 # 否则超时后将返回 False threadLock.acquire() print_time(self.name,self.counter,list.__len__()) # 释放锁 threadLock.release() def __del__(self): print self.name,"线程结束！" def print_time(threadName,delay,counter): while counter: time.sleep(delay) list[counter-1] += 1 print "[%s] %s 修改第 %d 个值，修改后值为:%d" % (time.ctime(time.time()),threadName,counter,list[counter-1]) counter -= 1 threadLock = threading.Lock() threads = [] # 创建新线程 thread1 = myThread(1,"Thread-1",1) thread2 = myThread(2,"Thread-2",2) # 开启新线程 thread1.start() thread2.start() # 添加线程到线程列表 threads.append(thread1) threads.append(thread2) # 等待所有线程完成 for t in threads: t.join() print "主进程结束！"

输出结果为：

开始线程: Thread-1
开始线程: Thread-2
[Thu Nov 22 16:04:13 2018] Thread-1 修改第 12 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:14 2018] Thread-1 修改第 11 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:15 2018] Thread-1 修改第 10 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:16 2018] Thread-1 修改第 9 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:17 2018] Thread-1 修改第 8 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:18 2018] Thread-1 修改第 7 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:19 2018] Thread-1 修改第 6 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:20 2018] Thread-1 修改第 5 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:21 2018] Thread-1 修改第 4 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:22 2018] Thread-1 修改第 3 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:23 2018] Thread-1 修改第 2 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:24 2018] Thread-1 修改第 1 个值，修改后值为:1
[Thu Nov 22 16:04:26 2018] Thread-2 修改第 12 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:28 2018] Thread-2 修改第 11 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:30 2018] Thread-2 修改第 10 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:32 2018] Thread-2 修改第 9 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:34 2018] Thread-2 修改第 8 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:36 2018] Thread-2 修改第 7 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:38 2018] Thread-2 修改第 6 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:40 2018] Thread-2 修改第 5 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:42 2018] Thread-2 修改第 4 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:44 2018] Thread-2 修改第 3 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:46 2018] Thread-2 修改第 2 个值，修改后值为:2
[Thu Nov 22 16:04:48 2018] Thread-2 修改第 1 个值，修改后值为:2
主进程结束！
Thread-1 线程结束！
Thread-2 线程结束！

不加锁时

同样是上面实例的代码，注释以下两行代码：

threadLock.acquire()
threadLock.release()

输出结果为：

开始线程: Thread-2 [Thu Nov 22 16:09:20 2018] Thread-1 修改第 12 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:21 2018] Thread-2 修改第 12 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:21 2018] Thread-1 修改第 11 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:22 2018] Thread-1 修改第 10 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:23 2018] Thread-1 修改第 9 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:23 2018] Thread-2 修改第 11 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:24 2018] Thread-1 修改第 8 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:25 2018] Thread-2 修改第 10 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:25 2018] Thread-1 修改第 7 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:26 2018] Thread-1 修改第 6 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:27 2018] Thread-2 修改第 9 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:27 2018] Thread-1 修改第 5 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:28 2018] Thread-1 修改第 4 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:29 2018] Thread-2 修改第 8 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:29 2018] Thread-1 修改第 3 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:30 2018] Thread-1 修改第 2 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:31 2018] Thread-2 修改第 7 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:31 2018] Thread-1 修改第 1 个值，修改后值为:1 [Thu Nov 22 16:09:33 2018] Thread-2 修改第 6 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:35 2018] Thread-2 修改第 5 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:37 2018] Thread-2 修改第 4 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:39 2018] Thread-2 修改第 3 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:41 2018] Thread-2 修改第 2 个值，修改后值为:2 [Thu Nov 22 16:09:43 2018] Thread-2 修改第 1 个值，修改后值为:2 主进程结束！ Thread-1 线程结束！ Thread-2 线程结束！

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