Python中多線程總結

Python中的多線程

多線程

一個進程中有多個線程就是多線程。

一個進程中至少有一個線程，并作為程序的入口，這個就是主線程。一個進程至少有一個主進程，其他線程稱為工作線程。

線程安全：線程執行一段代碼，不會產生不確定的結果，那這段代碼就是線程安全。（例如print（）線程不安全）

線程的daemon屬性

daemon屬性：表示線程是否是daemon線程，這個值必須在start()之前設置，否則引發RuntimeError異常

isDaemon():是否是daemon線程

setDaemon():設置為daemon線程，必須在start方法之前設置

線程具有一個daemon屬性，可以設置為Ture或False,也可以不設置，默認值為None.如果不設置daemon就取當前的daemon來設置它，主線程是Non-daemon。工作線程不設置daemon屬性，則默認是daemon = False .python程序在沒有活著的non-daemon線程運行時退出。

join（）方法

join(timeout)是線程的標準方法之一。

一個線程中調用里那個一個線程的join方法，調用者將被阻塞，知道盜用線程終止。一個線程可以被join多次。

daemon線程的應用場景

1：后臺任務，如發送心跳包、監控，這種場景最多

2：主線程工作才有用的線程，如主線程中維護的公共資源，主線程已經清理了，準備退出，而工作線程使用這些資源工作也沒有意義了，一起退出最合適。

3：隨時可以被終止的線程

threading.local類

運行時，threading.local實例處在不同的線程中，就從大字典中找到當前線程相關鍵值對中的字典，覆蓋threading.local實例的__dict__。這樣就可以在不同的線程中，安全德使用線程獨有的數據做到線程間數據隔離，如同本地變量一樣安全。

定時器Timer/延遲執行

threading.Timer(interval,function,args=None,Kwargs=None)

start方法執行之后，Timer對象會處于等待狀態，等待了interval秒之后，開始執行function函數的。Timer提供了cancel方法，用來取消一個未執行的函數。

Event

是線程間通信機制中最簡單的實現，使用一個內部的標記flag，通過flag的True或False的表換來進行操作。

set()：標記設置為Ture

clear():標記設置為False

is_set():標記是否為Ture

wait(timeou):設置等待標記為Ture的時長，None為無限等待，等到返回Ture,未等到超時了返回False

Event的wait優于time.sleep,他會更快的切換到其它線程，提高并發效率。

lock

鎖，凡是存在共享資源爭搶的地方都可以使用鎖，從而保證只有一個使用者可以完全使用這個資源。一旦線程獲得鎖，其他試圖獲取鎖的線程將被阻塞。

acquire(blocking=True,timeout=-1):默認阻塞，阻塞可以設置超時時間，非阻塞時，timeout禁止設置。成功獲取鎖，返回True,否則返回Flase

release():釋放鎖，可以從任何線程調用釋放。已上鎖的多，會被重置未unlocked。未上鎖的調用，會派出RuntimeError異常。

加鎖、解鎖

一般來說，加鎖就需要解鎖，但加鎖后解鎖前，還有一些代碼執行，就有可能拋出異常，一旦出現異常，鎖無法釋放，但是當前線程可能因為這個異常被終止了，這就產生了死鎖。

加鎖、解鎖常用的語句：

1：使用try ... funally語句保證鎖的釋放

2：with上下文管理，鎖隨想支持上下位管理。

鎖的應用：

鎖適合用于訪問和修改同一個共享資源的時候，即讀寫同一個資源的時候。

注意事項：

1：少用鎖，必要時使用鎖，使用了鎖，多線程訪問被鎖的資源時，就成了串行，要么排隊執行，要么爭搶執行。

2：加鎖時間越短越好，不需要就立即釋放。

3：一定要避免死鎖。

Rlock可重入鎖

可重入鎖，是線程相關的鎖?？稍谝粋€線程中獲取鎖，并可繼續在同一個線程中不阻塞獲取鎖，當鎖為釋放完，其他線程獲取鎖就會阻塞。知道當前持有鎖的線程釋放完鎖。

Conditon

構造方法Consition（lock=None），可以傳入一個Lock或者Rlock對象，默認是Rlock

acquire(*args)：獲取鎖

wait(self.timeout=None):等待或超時

notify（n =1)：喚醒至多指定數目個數的等待的線程，沒有線程等待的線程就沒有任何操作

notify_all()：喚醒所有等待的線程

condition用于生產者，消費者模型，為了解決生產者消費者速度匹配的問題。由于condition內部使用了鎖，最好的方式是使用with上下文。

Barrier

Barrier(parties,action=None,timeout=None):構建Barrier對象，指定參與方數目。timeout是wait方法未指定超時的默認值。

n_waiting:當前在barrier中等待的線程數

parties:資源的個數。

broken:如果broken處于打破的狀態，放回True

abort():將將barrier置于broken狀態，等待中的線程或者調用等待方法的線程中都會拋出BrokenBarrierError異常，知道reset方法來恢復barrier

reset（）：恢復barrier,重新開始攔截。

wait方法超時發生，barrier將處于broken狀態，知道reset()

semaphore信號量

Semaphore（value=1）：構造方法，value小于0，拋ValueError異常

acquite(blocking=True,timeout=None):獲取信號量，計數器減1，獲取成功返回True

release():釋放信號量，計數器加1

semaphore問題

如果遇到release釋放次數大于初始值，計數器會增加，超過我們的最大值。

解決方法：

使用Boundedsemaphore類，有界信號量，不允許使用release超出初始值的范圍，否則派出ValueError異常。

鎖和信號量

鎖，只允許同一個時間一個線程獨占資源，它是特殊的信號量，即信號量計數器初始值為1.

信號量，可以多個線程訪問共享資源，但這個共享資源數量有限。

鎖，可以看做特殊的型號量。