Python多线程编程

运行几个线程和同时运行几个不同的程序类似，它有以下好处：

•  一个进程内的多个线程和主线程分享相同的数据空间，比分开不同的过程更容易分享信息或者彼此通信。
•  线程有时叫做轻量化过程，而且他们不要求更多的内存开支；它们比过程便宜。

一个线程的顺序是：启动，执行和停止。有一个指令指针跟踪线程正在运行的上下文在哪里。

•  它可以被抢占（中断）
•  它能暂时被挂起（也叫做休眠），而别的线程在运行--这也叫做yielding（让步）。

开始一个新线程：

要生成一个线程，需要调用在thread模块中方法如下：

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

这种函数调用提供了创建新线程快速和有效的方法，适用于Windows和Linux。
方法立即返回，而子线程启动并调用函数，函数的参数为传递的args列表。当函数返回时，线程结束。
在这里，args是参数元组；调用函数而不传递任何参数使用空的元组。kwargs是可选的关键字参数字典。

例子：

#!/usr/bin/python

[python] view plaincopy

1. import thread  
2. import time  
3.   
4. # Define a function for the thread  
5. def print_time( threadName, delay):  
6.    count = 0  
7.    while count < 5:  
8.       time.sleep(delay)  
9.       count += 1  
10.       print "%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) )  
11.   
12. # Create two threads as follows  
13. try:  
14.    thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1", 2, ) )  
15.    thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2", 4, ) )  
16. except:  
17.    print "Error: unable to start thread"  
18.   
19.   
20. while 1:  
21.    pass  

上述代码执行时，产生以下结果：

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

尽管对于低级别的线程，它是非常有效的，然而thread模块与较新的线程模块相比，其功能还是非常有限的。

Threading模块：

与前一节讨论的thread模块相比，从Python2.4开始包含的较新的threading模块，为线程提供了更多强大、高级的支持。
threading模块包含了thread模块中所有的方法，并提供一些其余的方法：
 

•  threading.activeCount():返回激活的线程对象的数目
•  theading.currentThread():返回调用者的线程控制中线程对象的数目
•  threading.enumerate(): 返回当前活动的线程对象列表

除了方法，threading模块有Thread类实现threading。Thread类提供的方法如下：

•  run():线程的入口点
•  start():调用run方法启动线程
•  join(time):等待线程结束
•  isAlive():检查一个线程是否仍旧在执行
•  getName():返回线程的名字
•  setName():设置一个线程的名字

使用Threading模块创建线程：

要使用threading模块实现一个新线程，你得先如下做：

•   定义Thread类的一个子类。
•  重写__init__(self,[,args])方法以增加额外的参数
•  然后，重写run(self[,args])方法以实现线程启动后要做的事情

在你创建新的Thread子类以后，你可以创建它的一个实例，然后引用start()来开启一个新线程，它会依次调用call方法。


例子：

[python] view plaincopy

1. #!/usr/bin/python  
2.   
3. import threading  
4. import time  
5.   
6. exitFlag = 0  
7.   
8. class myThread (threading.Thread):  
9.     def __init__(self, threadID, name, counter):  
10.         threading.Thread.__init__(self)  
11.         self.threadID = threadID  
12.         self.name = name  
13.         self.counter = counter  
14.     def run(self):  
15.         print "Starting " + self.name  
16.         print_time(self.name, self.counter, 5)  
17.         print "Exiting " + self.name  
18.   
19. def print_time(threadName, delay, counter):  
20.     while counter:  
21.         if exitFlag:  
22.             thread.exit()  
23.         time.sleep(delay)  
24.         print "%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time()))  
25.         counter -= 1  
26.   
27. # Create new threads  
28. thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)  
29. thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)  
30.   
31. # Start new Threads  
32. thread1.start()  
33. thread2.start()  
34.   
35. print "Exiting Main Thread"  

上述代码执行后，它会产出如下结果：

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

同步线程：
Python提供的threading模块包括一个易于实现的锁定机制，以允许你同步线程。创建一个新锁通过调用Lock()实现，它也返回这个新锁。
新锁对象的accquire(blocking)方法，用来强制线程同步运行。可选的blocking参数使你能够控制线程是否请求锁。
如果blocking设置为0，线程在不能获取锁时立即返回0值；而blocking设置为1时，线程获取锁以后返回1值。如果blocking设置为1，线程将会阻塞，一直等到锁释放。
新锁对象的release()方法用来释放不再需要的锁。


例子：

[python] view plaincopy

1. #!/usr/bin/python  
2.   
3. import threading  
4. import time  
5.   
6. class myThread (threading.Thread):  
7.     def __init__(self, threadID, name, counter):  
8.         threading.Thread.__init__(self)  
9.         self.threadID = threadID  
10.         self.name = name  
11.         self.counter = counter  
12.     def run(self):  
13.         print "Starting " + self.name  
14.         # Get lock to synchronize threads  
15.         threadLock.acquire()  
16.         print_time(self.name, self.counter, 3)  
17.         # Free lock to release next thread  
18.         threadLock.release()  
19.   
20. def print_time(threadName, delay, counter):  
21.     while counter:  
22.         time.sleep(delay)  
23.         print "%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time()))  
24.         counter -= 1  
25.   
26. threadLock = threading.Lock()  
27. threads = []  
28.   
29. # Create new threads  
30. thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)  
31. thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)  
32.   
33.   
34. # Start new Threads  
35. thread1.start()  
36. thread2.start()  
37.   
38. # Add threads to thread list  
39. threads.append(thread1)  
40. threads.append(thread2)  
41.   
42. # Wait for all threads to complete  
43. for t in threads:  
44.     t.join()  
45. print "Exiting Main Thread"  

当上述代码执行后，它产生以下结果：

Starting Thread-1
Starting Thread-2
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:28 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:29 2013
Thread-1: Thu Mar 21 09:11:30 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:32 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:34 2013
Thread-2: Thu Mar 21 09:11:36 2013
Exiting Main Thread

多线程优先级 队列：

Queue模块允许你创建一个新的队列对象，以盛放一定数量的项目。
控制Queue有以下方法：

• get():从队列移除一个项目并返回它
• put():把项目放入队列
• qsize():返回当前队列中项目的数量
• empty():如果队列为空，返回True，反之为False
• full():如果队列满了返回True，反之为False

例子：

[python] view plaincopy

1. #!/usr/bin/python  
2.   
3. import Queue  
4. import threading  
5. import time  
6.   
7. exitFlag = 0  
8.   
9. class myThread (threading.Thread):  
10.     def __init__(self, threadID, name, q):  
11.         threading.Thread.__init__(self)  
12.         self.threadID = threadID  
13.         self.name = name  
14.         self.q = q  
15.     def run(self):  
16.         print "Starting " + self.name  
17.         process_data(self.name, self.q)  
18.         print "Exiting " + self.name  
19.   
20. def process_data(threadName, q):  
21.     while not exitFlag:  
22.         queueLock.acquire()  
23.         if not workQueue.empty():  
24.             data = q.get()  
25.             queueLock.release()  
26.             print "%s processing %s" % (threadName, data)  
27.         else:  
28.             queueLock.release()  
29.         time.sleep(1)  
30.   
31. threadList = ["Thread-1", "Thread-2", "Thread-3"]  
32. nameList = ["One", "Two", "Three", "Four", "Five"]  
33. queueLock = threading.Lock()  
34. workQueue = Queue.Queue(10)  
35. threads = []  
36. threadID = 1  
37.   
38. # Create new threads  
39. for tName in threadList:  
40.     thread = myThread(threadID, tName, workQueue)  
41.     thread.start()  
42.     threads.append(thread)  
43.     threadID += 1  
44.   
45. # Fill the queue  
46. queueLock.acquire()  
47. for word in nameList:  
48.     workQueue.put(word)  
49. queueLock.release()  
50.   
51. # Wait for queue to empty  
52. while not workQueue.empty():  
53.     pass  
54.   
55. # Notify threads it's time to exit  
56. exitFlag = 1  
57.   
58. # Wait for all threads to complete  
59. for t in threads:  
60.     t.join()  
61. print "Exiting Main Thread"  

当上述代码执行后，它产生以下结果：

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