python 判断线程状态_Python线程指南
Python線程指南
本文介紹了Python對于線程的支持，包括“學會”多線程編程需要掌握的基礎以及Python兩個線程標準庫的完整介紹及使用示例。
注意：本文基于Python2.4完成，；如果看到不明白的詞匯請記得百度谷歌或維基，whatever。
1. 線程基礎
1.1. 線程狀態
線程有5種狀態，狀態轉換的過程如下圖所示：
1.2. 線程同步(鎖)
多線程的優勢在于可以同時運行多個任務(至少感覺起來是這樣)。但是當線程需要共享數據時，可能存在數據不同步的問題。考慮這樣一種情況：一個列表里所有元素都是0，線程"set"從后向前把所有元素改成1，而線程"print"負責從前往后讀取列表并打印。那么，可能線程"set"開始改的時候，線程"print"便來打印列表了，輸出就成了一半0一半1，這就是數據的不同步。為了避免這種情況，引入了鎖的概念。
鎖有兩種狀態——鎖定和未鎖定。每當一個線程比如"set"要訪問共享數據時，必須先獲得鎖定；如果已經有別的線程比如"print"獲得鎖定了，那么就讓線程"set"暫停，也就是同步阻塞；等到線程"print"訪問完畢，釋放鎖以后，再讓線程"set"繼續。經過這樣的處理，打印列表時要么全部輸出0，要么全部輸出1，不會再出現一半0一半1的尷尬場面。
線程與鎖的交互如下圖所示：
1.3. 線程通信(條件變量)
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1.4. 線程運行和阻塞的狀態轉換
最后看看線程運行和阻塞狀態的轉換。
阻塞有三種情況：?同步阻塞是指處于競爭鎖定的狀態，線程請求鎖定時將進入這個狀態，一旦成功獲得鎖定又恢復到運行狀態；?等待阻塞是指等待其他線程通知的狀態，線程獲得條件鎖定后，調用“等待”將進入這個狀態，一旦其他線程發出通知，線程將進入同步阻塞狀態，再次競爭條件鎖定；?而其他阻塞是指調用time.sleep()、anotherthread.join()或等待IO時的阻塞，這個狀態下線程不會釋放已獲得的鎖定。
tips: 如果能理解這些內容，接下來的主題將是非常輕松的；并且，這些內容在大部分流行的編程語言里都是一樣的。(意思就是非看懂不可 >_< 嫌作者水平低找別人的教程也要看懂)
2. thread
Python通過兩個標準庫thread和threading提供對線程的支持。thread提供了低級別的、原始的線程以及一個簡單的鎖。
# encoding: UTF-8
import?thread
import?time
# 一個用于在線程中執行的函數
def?func():
????for?i in?range(5):
????????print?'func'
????????time.sleep(1)
????# 結束當前線程
????# 這個方法與thread.exit_thread()等價
????thread.exit() # 當func返回時，線程同樣會結束
# 啟動一個線程，線程立即開始運行
# 這個方法與thread.start_new_thread()等價
# 第一個參數是方法，第二個參數是方法的參數
thread.start_new(func, ()) # 方法沒有參數時需要傳入空tuple
# 創建一個鎖(LockType，不能直接實例化)
# 這個方法與thread.allocate_lock()等價
lock =?thread.allocate()
# 判斷鎖是鎖定狀態還是釋放狀態
print?lock.locked()
# 鎖通常用于控制對共享資源的訪問
count =?0
# 獲得鎖，成功獲得鎖定后返回True
# 可選的timeout參數不填時將一直阻塞直到獲得鎖定
# 否則超時后將返回False
if?lock.acquire():
????count +=?1
????# 釋放鎖
????lock.release()
# thread模塊提供的線程都將在主線程結束后同時結束
time.sleep(6)
thread 模塊提供的其他方法 ：
thread.interrupt_main(): 在其他線程中終止主線程。?thread.get_ident(): 獲得一個代表當前線程的魔法數字，常用于從一個字典中獲得線程相關的數據。這個數字本身沒有任何含義，并且當線程結束后會被新線程復用。
thread還提供了一個ThreadLocal類用于管理線程相關的數據，名為 thread._local，threading中引用了這個類。
由于thread提供的線程功能不多，無法在主線程結束后繼續運行，不提供條件變量等等原因，一般不使用thread模塊，這里就不多介紹了。
3. threading
threading基于Java的線程模型設計。鎖(Lock)和條件變量(Condition)在Java中是對象的基本行為(每一個對象都自帶了鎖和條件變量)，而在Python中則是獨立的對象。Python Thread提供了Java Thread的行為的子集；沒有優先級、線程組，線程也不能被停止、暫停、恢復、中斷。Java Thread中的部分被Python實現了的靜態方法在threading中以模塊方法的形式提供。
threading 模塊提供的常用方法：
threading.currentThread(): 返回當前的線程變量。?threading.enumerate(): 返回一個包含正在運行的線程的list。正在運行指線程啟動后、結束前，不包括啟動前和終止后的線程。?threading.activeCount(): 返回正在運行的線程數量，與len(threading.enumerate())有相同的結果。
threading模塊提供的類：??
Thread, Lock, Rlock, Condition, [Bounded]Semaphore, Event, Timer, local.
3.1. Thread
Thread是線程類，與Java類似，有兩種使用方法，直接傳入要運行的方法或從Thread繼承并覆蓋run()：
# encoding: UTF-8
import?threading
# 方法1：將要執行的方法作為參數傳給Thread的構造方法
def?func():
????print?'func() passed to Thread'
t =?threading.Thread(target=func)
t.start()
# 方法2：從Thread繼承，并重寫run()
class?MyThread(threading.Thread):
????def?run(self):
????????print?'MyThread extended from Thread'
t =?MyThread()
t.start()
構造方法：?
Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})?group: 線程組，目前還沒有實現，庫引用中提示必須是None；?target: 要執行的方法；?name: 線程名；?args/kwargs: 要傳入方法的參數。
實例方法：?
isAlive(): 返回線程是否在運行。正在運行指啟動后、終止前。?get/setName(name): 獲取/設置線程名。?is/setDaemon(bool): 獲取/設置是否守護線程。初始值從創建該線程的線程繼承。當沒有非守護線程仍在運行時，程序將終止。?start(): 啟動線程。?join([timeout]): 阻塞當前上下文環境的線程，直到調用此方法的線程終止或到達指定的timeout(可選參數)。
一個使用join()的例子：
# encoding: UTF-8
import?threading
import?time
def?context(tJoin):
????print?'in threadContext.'
????tJoin.start()
????# 將阻塞tContext直到threadJoin終止。
????tJoin.join()
????# tJoin終止后繼續執行。
????print?'out threadContext.'
def?join():
????print?'in threadJoin.'
????time.sleep(1)
????print?'out threadJoin.'
tJoin =?threading.Thread(target=join)
tContext =?threading.Thread(target=context, args=(tJoin,))
tContext.start()
運行結果：
in threadContext.?
in threadJoin.?
out threadJoin.?
out threadContext.
3.2. Lock
Lock(指令鎖)是可用的最低級的同步指令。Lock處于鎖定狀態時，不被特定的線程擁有。Lock包含兩種狀態——鎖定和非鎖定，以及兩個基本的方法。
可以認為Lock有一個鎖定池，當線程請求鎖定時，將線程至于池中，直到獲得鎖定后出池。池中的線程處于狀態圖中的同步阻塞狀態。
構造方法：
?Lock()
實例方法：?
acquire([timeout]): 使線程進入同步阻塞狀態，嘗試獲得鎖定。?release(): 釋放鎖。使用前線程必須已獲得鎖定，否則將拋出異常。
# encoding: UTF-8
import?threading
import?time
data =?0
lock =?threading.Lock()
def?func():
????global?data
????print?'%s acquire lock...'?%?threading.currentThread().getName()
????# 調用acquire([timeout])時，線程將一直阻塞，
????# 直到獲得鎖定或者直到timeout秒后(timeout參數可選)。
????# 返回是否獲得鎖。
????if?lock.acquire():
????????print?'%s get the lock.'?%?threading.currentThread().getName()
? ? ? ??data +=?1
????????time.sleep(2)
????????print?'%s release lock...'?%?threading.currentThread().getName()
????????# 調用release()將釋放鎖。
????????lock.release()
t1 =?threading.Thread(target=func)
t2 =?threading.Thread(target=func)
t3 =?threading.Thread(target=func)
t1.start()
t2.start()
t3.start()
3.3. RLock
RLock(可重入鎖)是一個可以被同一個線程請求多次的同步指令。RLock使用了“擁有的線程”和“遞歸等級”的概念，處于鎖定狀態時，RLock被某個線程擁有。擁有RLock的線程可以再次調用acquire()，釋放鎖時需要調用release()相同次數。
可以認為RLock包含一個鎖定池和一個初始值為0的計數器，每次成功調用 acquire()/release()，計數器將+1/-1，為0時鎖處于未鎖定狀態。
構造方法：?
RLock()
實例方法：?
acquire([timeout])/release(): 跟Lock差不多。
3.4. Condition
Condition(條件變量)通常與一個鎖關聯。需要在多個Contidion中共享一個鎖時，可以傳遞一個Lock/RLock實例給構造方法，否則它將自己生成一個RLock實例。
可以認為，除了Lock帶有的鎖定池外，Condition還包含一個等待池，池中的線程處于狀態圖中的等待阻塞狀態，直到另一個線程調用notify()/notifyAll()通知；得到通知后線程進入鎖定池等待鎖定。
構造方法：?
Condition([lock/rlock])
實例方法：
?acquire([timeout])/release(): 調用關聯的鎖的相應方法。?wait([timeout]): 調用這個方法將使線程進入Condition的等待池等待通知，并釋放鎖。使用前線程必須已獲得鎖定，否則將拋出異常。?notify(): 調用這個方法將從等待池挑選一個線程并通知，收到通知的線程將自動調用acquire()嘗試獲得鎖定(進入鎖定池)；其他線程仍然在等待池中。調用這個方法不會釋放鎖定。使用前線程必須已獲得鎖定，否則將拋出異常。?notifyAll(): 調用這個方法將通知等待池中所有的線程，這些線程都將進入鎖定池嘗試獲得鎖定。調用這個方法不會釋放鎖定。使用前線程必須已獲得鎖定，否則將拋出異常。
例子是很常見的生產者/消費者模式：
# encoding: UTF-8
import?threading
import?time
# 商品
product =?None
# 條件變量
con =?threading.Condition()
# 生產者方法
def?produce():
????global?product
????if?con.acquire():
????????while?True:
????????????if?product is?None:
????????????????print?'produce...'
? ? ? ? ? ? ? ?product =?'anything'
????????????????# 通知消費者，商品已經生產
????????????????con.notify()
????????????# 等待通知
????????????con.wait()
????????????time.sleep(2)
# 消費者方法
def?consume():
????global?product
????if?con.acquire():
????????while?True:
????????????if?product is?not?None:
????????????????print?'consume...'
????????????????product =?None
????????????????# 通知生產者，商品已經沒了
????????????????con.notify()
????????????# 等待通知
????????????con.wait()
????????????time.sleep(2)
t1 =?threading.Thread(target=produce)
t2 =?threading.Thread(target=consume)
t2.start()
t1.start()
3.5. Semaphore/BoundedSemaphore
Semaphore(信號量)是計算機科學史上最古老的同步指令之一。Semaphore管理一個內置的計數器，每當調用acquire()時-1，調用release() 時+1。計數器不能小于0；當計數器為0時，acquire()將阻塞線程至同步鎖定狀態，直到其他線程調用release()。
基于這個特點，Semaphore經常用來同步一些有“訪客上限”的對象，比如連接池。
BoundedSemaphore 與Semaphore的唯一區別在于前者將在調用release()時檢查計數器的值是否超過了計數器的初始值，如果超過了將拋出一個異常。
構造方法：
?Semaphore(value=1): value是計數器的初始值。
實例方法：?
acquire([timeout]): 請求Semaphore。如果計數器為0，將阻塞線程至同步阻塞狀態；否則將計數器-1并立即返回。?release(): 釋放Semaphore，將計數器+1，如果使用BoundedSemaphore，還將進行釋放次數檢查。release()方法不檢查線程是否已獲得 Semaphore。
# encoding: UTF-8
import?threading
import?time
# 計數器初值為2
semaphore =?threading.Semaphore(2)
def?func():
????# 請求Semaphore，成功后計數器-1；計數器為0時阻塞
????print?'%s acquire semaphore...'?%?threading.currentThread().getName()
????if?semaphore.acquire():
????????print?'%s get semaphore'?%?threading.currentThread().getName()
????????time.sleep(4)
????????# 釋放Semaphore，計數器+1
????????print?'%s release semaphore'?%?threading.currentThread().getName()
????????semaphore.release()
t1 =?threading.Thread(target=func)
t2 =?threading.Thread(target=func)
t3 =?threading.Thread(target=func)
t4 =?threading.Thread(target=func)
t1.start()
t2.start()
t3.start()
t4.start()
time.sleep(2)
# 沒有獲得semaphore的主線程也可以調用release
# 若使用BoundedSemaphore，t4釋放semaphore時將拋出異常
print?'MainThread release semaphore without acquire'
semaphore.release()
3.6. Event
Event(事件)是最簡單的線程通信機制之一：一個線程通知事件，其他線程等待事件。Event內置了一個初始為False的標志，當調用set()時設為True，調用clear()時重置為 False。wait()將阻塞線程至等待阻塞狀態。
Event其實就是一個簡化版的 Condition。Event沒有鎖，無法使線程進入同步阻塞狀態。
構造方法：?
Event()
實例方法：?
isSet(): 當內置標志為True時返回True。?set(): 將標志設為True，并通知所有處于等待阻塞狀態的線程恢復運行狀態。?clear(): 將標志設為False。?wait([timeout]): 如果標志為True將立即返回，否則阻塞線程至等待阻塞狀態，等待其他線程調用set()。
# encoding: UTF-8
import?threading
import?time
event =?threading.Event()
def?func():
????# 等待事件，進入等待阻塞狀態
????print?'%s wait for event...'?%?threading.currentThread().getName()
????event.wait()
????# 收到事件后進入運行狀態
????print?'%s recv event.'?%?threading.currentThread().getName()
t1 =?threading.Thread(target=func)
t2 =?threading.Thread(target=func)
t1.start()
t2.start()
time.sleep(2)
# 發送事件通知
print?'MainThread set event.'
event.set()
3.7. Timer
Timer(定時器)是Thread的派生類，用于在指定時間后調用一個方法。
構造方法：?
Timer(interval, function, args=[], kwargs={})?interval: 指定的時間?function: 要執行的方法?args/kwargs: 方法的參數
實例方法：
?Timer從Thread派生，沒有增加實例方法。
# encoding: UTF-8
import?threading
def?func():
????print?'hello timer!'
timer =?threading.Timer(5, func)
timer.start()
3.8. local
local是一個小寫字母開頭的類，用于管理 thread-local(線程局部的)數據。對于同一個local，線程無法訪問其他線程設置的屬性；線程設置的屬性不會被其他線程設置的同名屬性替換。
可以把local看成是一個“線程-屬性字典”的字典，local封裝了從自身使用線程作為 key檢索對應的屬性字典、再使用屬性名作為key檢索屬性值的細節。
# encoding: UTF-8
import?threading
local =?threading.local()
local.tname =?'main'
def?func():
????local.tname =?'notmain'
????print?local.tname
t1 =?threading.Thread(target=func)
t1.start()
t1.join()
print?local.tname
熟練掌握Thread、Lock、Condition就可以應對絕大多數需要使用線程的場合，某些情況下local也是非常有用的東西。本文的最后使用這幾個類展示線程基礎中提到的場景：
# encoding: UTF-8
import?threading
alist =?None
condition =?threading.Condition()
def?doSet():
????if?condition.acquire():
????????while?alist is?None:
????????????condition.wait()
????????for?i in?range(len(alist))[::-1]:
????????????alist[i] =?1
????????condition.release()
def?doPrint():
????if?condition.acquire():
????????while?alist is?None:
????????????condition.wait()
????????for?i in?alist:
????????????print?i,
????????condition.release()
def?doCreate():
????global?alist
????if?condition.acquire():
????????if?alist is?None:
????????????alist =?[0?for?i in?range(10)]
????????????condition.notifyAll()
????????condition.release()
tset =?threading.Thread(target=doSet,name='tset')
tprint =?threading.Thread(target=doPrint,name='tprint')
tcreate =?threading.Thread(target=doCreate,name='tcreate')
tset.start()
tprint.start()
tcreate.start()
雷課：
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的python 判断线程状态_Python线程指南的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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