问题:
你要为需要并发执行的代码创建/销毁线程
解决方案:
threading库可以在单独的线程中执行任何的python中可以调用的对象。你可以创建一个Thread对象并将你要执行的对象以target参数的形式提供给该对象。下面是一个简单的例子:
# Code to execute in an independent thread
当你创建好一个线程对象后该,对象并不会立即执行,除非你调用它的start()方法(当你调用start()方法时,它会调用你传递进来的函数,并把你传递进来的参数传递给该函数)。python中的线程会在一个单独的系统级线程中执行(比如说一个POSIX线程或者一个Windows线程),这些线程将由操作系统来全权管理。线程一旦启动,将独立执行直到目标函数返回。你可以查询一个线程对象的状态,看它是否还在执行:
if t.is_alive():
print("Still running")
else:
print('Completed')
你也可以将一个线程加入到当前线程,并等待它终止:
t.join()
python解释器直到所有线程都终止前仍保持运行。对于需要长时间运行的线程或者需要一直运行的后台任务,你应该考虑使用后台线程。例如:
Thread(target=countdown, args=(10,), daemon=True)
t.start()
后台线程无法等待,不过,这些线程会在主线程终止时自动销毁。出来如上所示的两个操作,并没有太多可以对线程做的事情。你无法结束一个线程,无法给它发送信号,无法调整它的调度,也无法执行其他高级操作。如果需要这些特性,你需要自己添加。比如说,如果你需要终止线程,那么这个线程必须通过编程在某个特定轮询来退出。你可以像下边这样把线程放入一个类中:
import time
from threading import Thread
class CountdownTask:
def __init__(self):
self._running = True
def terminate(self):
self._running = False
def run(self, n):
while self._running and n > 0:
print("T-minus", n)
n -= 1
time.sleep(1)
c = CountdownTask()
t = Thread(target=c.run, args=(10,))
t.start()
c.terminate() # Signal termination 信号终止
t.join() # Wait for actual termination (if needed) 等待实际终止
当c.run()运行时,调用t.start(),接着运行c.terminate(),当运行c.terminate()的时候
就会跳出while循环
如果线程执行一些像I/O这样的阻塞操作,那么通过轮询来终止线程将使得线程之间的协调变得非常棘手。比如,如果一个线程一直阻塞在一个I/O操作上,它就永远无法返回,也就无法检查自己是否已经被结束。要正确处理这些问题,你需要利用超时循环来小心操作这些线程。例子如下:
import socket
class IOTask(object):
def termination(self):
self._running = False
def run(self, sock):
# sock is a socket
sock.settimeout(5) # Set timeout period 设置超时时间
while self._running:
# Perform a blocking I/O operation w/ timeout
# 执行超时的阻塞I/O操作
try:
data = sock.recv(8192)
break
except socket.timeout:
continue
# Continued processing
# Terminated
return
讨论:
由于全局解释锁(GIL)的原因,python的线程被限制到同一时刻只允许一个线程执行这样一个执行模型。所以,python的线程更适合用于处理I/O和其他需要并发执行的阻塞操作(比如等待I/O、等待从数据库获取数据等等),而不是需要多处理器并行的计算密集型任务。
有时你会看到下边这种通过集成Thread类来实现的线程:
class CountdownThread(Thread):
def __init__(self, n):
super().__init__()
self.n = n
def run(self):
while self.n > 0:
print("T-minus", self.n)
self.n -= 1
time.sleep(1)
c = CountdownThread(5)
c.start()
尽管这样也可以工作,但这使得你的代码依赖于threading库,所以你的这些代码只能在线程上下文中使用。上文所写的那些代码、函数都是与threading库无关的,这样使得这些代码可以被用在其他的上下文中,可能与线程有关,也可能与线程无关。比如,你可以通过multiprocessing模块在一个单独的进程中执行你的代码:
import multiprocessing
c = CountdownTask
p = multiprocessing.Process(target=c.run, args=(5,))
p.start()
(这一段代码在很多pdf中都是错误的,应该很多人也发现了)
再次重申,这段代码仅适用于CountdownTask类是以独立于实际的并发手段(多线程、多进程等待)实现的情况。