Python线程二

转自:https://www.cnblogs.com/chengd/articles/7770898.html

1. threading.Lock()

import threading

balance = 0
lock = threading.Lock() def change_it(n):
# 先存后取,结果应该为0:
global balance
balance = balance + n
balance = balance - n def run_thread(n):
for i in range(100000):
# 先要获取锁:
lock.acquire()
try:
# 放心地改吧:
change_it(n)
finally:
# 改完了一定要释放锁:
lock.release() if __name__ == "__main__":
t1 = threading.Thread(target=run_thread, args=(5,))
t2 = threading.Thread(target=run_thread, args=(8,))
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()
print(balance)

当多个线程同时执行lock.acquire()时,只有一个线程能成功地获取锁,然后继续执行代码,其他线程就继续等待直到获得锁为止。

获得锁的线程用完后一定要释放锁,否则那些苦苦等待锁的线程将永远等待下去,成为死线程。所以我们用try...finally来确保锁一定会被释放。

2、threading.Rlock()

RLock允许在同一线程中被多次acquire。而Lock却不允许这种情况。注意:如果使用RLock,那么acquire和release必须成对出现,即调用了n次acquire,必须调用n次的release才能真正释放所占用的锁。

import threading

# Lock对象
lock = threading.Lock() def test1():
lock.acquire()
lock.acquire()
# 产生了死琐。
print("test1")
lock.release()
lock.release() # RLock对象
rLock = threading.RLock() def test2():
rLock.acquire()
rLock.acquire()
# 在同一线程内,程序不会堵塞。
print("test2")
rLock.release()
rLock.release() if __name__ == "__main__":
t1 = threading.Thread(target=test1, args=())
t2 = threading.Thread(target=test2, args=())
t1.start()
t2.start() t2.join()
t1.join()

RLock允许嵌套。

def run1():
print("grab the first part data")
lock.acquire()
global num
num +=1
lock.release()
return num
def run2():
print("grab the second part data")
lock.acquire()
global num2
num2+=1
lock.release()
return num2
def run3():
lock.acquire()
res = run1()
print('--------between run1 and run2-----')
res2 = run2()
lock.release()
print(res,res2)   = threading.Thread(target=run3)
  t.start()

3. threading.active_count() 返回当前存活的线程对象的数量

通过计算len(threading.enumerate())长度而来

4. threading.current_thread() 返回当前线程对象

import time
import threading def run():
thread = threading.current_thread()
print('%s is running...'% thread.getName()) #返回线程名称
time.sleep(10) #休眠10S方便统计存活线程数量 if __name__ == "__main__":
#设置thread的名称
t = threading.Thread(target=run, name="test_thread")
t.start() print('%s is running...' % threading.current_thread().getName())
print("thread count:%d" % threading.active_count())
print("thread count:%d" % len(threading.enumerate())) t.join()

5. threading.enumerate()返回当前存在的所有线程对象的列表

6.threading.get_ident() 返回线程pid

7. threading.main_thread()

import time
import threading def run():
print("get the main_thread name is %s" % threading.main_thread().getName())
print("pid:%s" % threading.get_ident())
print('ThreadName is :%s' % threading.enumerate()) # 返回所有线程对象列表
time.sleep(10) if __name__ == "__main__":
#设置thread的名称
t = threading.Thread(target=run, name="test_thread")
t.start() t.join()

8. threading.Condition()

可以把Condiftion理解为一把高级的锁,它提供了比Lock, RLock更高级的功能,允许我们能够控制复杂的线程同步问题。

threadiong.Condition在内部维护一个锁对象(默认是RLock,可被多次acquire),可以在创建Condigtion对象的时候把锁对象作为参数传入。

Condition也提供了acquire, release方法,其含义与锁的acquire, release方法一致,其实它只是简单的调用内部锁对象的对应的方法而已。

Condition还提供wait方法、notify方法、notifyAll方法(特别要注意:这些方法只有在占用锁(acquire)之后才能调用,否则将会报RuntimeError异常。)

wait([timeout]):线程挂起,直到收到一个notify通知或者超时(可选的,浮点数,单位是秒s)才会被唤醒继续运行。

wait()必须在已获得锁前提下才能调用,否则会触发RuntimeError。调用wait()会释放锁,直至该线程被Notify()、NotifyAll()或者超时线程又重新获得锁.

notify(n=1):通知其他线程,那些挂起的线程接到这个通知之后会开始运行,默认是通知一个正等待该condition的线程,最多则唤醒n个等待的线程。

notify()必须在已获得锁前提下才能调用,否则会触发RuntimeError。notify()不会主动释放锁。

notifyAll(): 如果wait状态线程比较多,notifyAll的作用就是通知所有线程(这个一般用得少)(不知道是否会产生线程惊群)

捉迷藏的游戏:

一个藏(Hider),一个找(Seeker)

戏的规则如下:

cond = threading.Condition()

1. 游戏开始之后,Seeker加锁cond.acquire(),蒙上眼睛后 cond.notify() 通知Hider已经蒙眼,

2. 游戏开始之后,Hider加锁cond.acquire(),cond.wait() 等待Seeker的通知(已经蒙眼),

3. Hider收到Seeker蒙眼通知之后,进行躲藏,在完成躲藏之后cond.notify()通知Seeker已经躲藏好,并cond.wait()等待Seeker找到他的通知

4、Seeker接收到通知(Hider完成躲藏)之后,就开始找Hider,并在找到Hider向Hider发出通知cond.notify()

问题!!!如果超过1分钟没有找到躲藏者,判Seeker输,怎么弄?

尝试,cond.wait(60) 加上使用一个全局bool类型的值,结果发现cond.wait(60)在超时之后并不会唤醒,不知道是什么原因,我的测试环境是Windows

import time
import threading def Seeker(cond, name):
time.sleep(2)
cond.acquire()#可多次acquire
print('%s :我已经把眼睛蒙上了!'% name)
cond.notify()
cond.wait()
for i in range(3):
print('%s is finding!!!'% name)
time.sleep(2)
print("yeah, find the hider")
cond.notify()
cond.release()
print('%s :我赢了!'% name) def Hider(cond, name):
cond.acquire()
cond.wait()
for i in range(2):
print('%s is hiding!!!'% name)
time.sleep(3)
print('%s :我已经藏好了,你快来找我吧!'% name)
cond.notify()
cond.wait()
cond.release()
print('%s :被你找到了,唉~^~!'% name) if __name__ == "__main__":
cond = threading.Condition()
seeker = threading.Thread(target=Seeker, args=(cond, 'seeker'))
hider = threading.Thread(target=Hider, args=(cond, 'hider'))
seeker.start()
time.sleep(0.1)
hider.start()

9. threading.Semaphore和BoundedSemaphore

Semaphore:Semaphore 在内部管理着一个计数器。

调用 acquire() 会使这个计数器 -1,release() 则是+1(可以多次release(),所以计数器的值理论上可以无限).计数器的值永远不会小于 0,当计数器到 0 时,再调用 acquire() 就会阻塞,直到其他线程来调用release()

BoundedSemaphore:类似于Semaphore;不同在于BoundedSemaphore 会检查内部计数器的值,并保证它不会大于初始值,如果超了,就引发一个 ValueError。

多数情况下,semaphore 用于守护限制访问(但不限于 1)的资源,如果 semaphore 被 release() 过多次,这意味着存在 bug

import time
import threading def run(n):
# 获得信号量,信号量减一
semaphore.acquire()
time.sleep(1)
print("run the thread: %s" % n) # 释放信号量,信号量加一
semaphore.release()
#semaphore.release() # 可以多次释放信号量,每次释放计数器+1
#semaphore.release() # 可以多次释放信号量,每次释放计数器+1 if __name__ == "__main__":
semaphore = threading.Semaphore(2)#semaphore计数器初始化为2 for i in range(10):
t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
t.start() while threading.active_count() != 1:
time.sleep(0.1)
else:
print('----all threads done---') print("----------main thread finish-----------")
import time
import threading def run(n):
# 获得信号量,信号量减一
semaphore.acquire()
time.sleep(1)
print("run the thread: %s" % n) # 释放信号量,信号量加一
try:
semaphore.release()
except ValueError as e:
print(e) if __name__ == "__main__":
semaphore = threading.BoundedSemaphore(2)#内部计数器的初始值,后续操作不允许计数器超过初始值 for i in range(10):
t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
t.start() while threading.active_count() != 1:
time.sleep(0.1)
else:
print('----all threads done---') print("----------main thread finish-----------")
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