一、全局锁
1、在Python中，Python代码的执行由Python虚拟机来控制，而在Python虚拟机中，同一时刻只有一个线程在执行，就像单CPU的系统中运行多个进程那样，内存中可以存放多个程序，但在任意时刻，只有一个程序在CPU中运行。同样的，在Python解释器中可以“运行”多个线程，但在任意时刻，只有一个线程在Python解释器中运行。
2、对Python虚拟机的访问由全局解释器锁【GIL】来控制，正是这个锁能保证同一时刻只有一个线程在运行。
3、多线程环境中，Python虚拟机的执行方式为：
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1. 设置GIL 2. 切换到一个线程去运行 3. 运行： a. 指定数量的字节码指令，或者 b. 线程主动让出控制（可以调用time.sleep(0)） 4. 把线程设置为睡眠状态 5. 解锁GIL 6. 再次重复以上所有步骤 |
二、线程模块
Python提供了【thread】和【threading】模块。在多线程编程中，建议使用【threading】模块，这是因为：
1、在【thread】模块中，当主线程退出时，其他没有被清除的线程没有运行结束就会被退出。但在【threading】模块中能确保所有的“重要的”子线程(这里的重要的子线程指的是守护线程)运行结束后，进程才会结束
2、在【threading】模块是更高级的线程模块，它不仅提供了Thread类，还提供了线程同步机制
thread模块
内建函数
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1、thread.start_new_thread(function, args[, kwargs=None]) 这个函数用来启动一个线程，其参数含义分别为： function：线程任务函数 args：线程任务函数的参数【以元组的方式传入】 kwargs:可选的参数 2、thread.interrupt_main() 这个函数用来中断主线程 3、thread.exit() 这个函数用来退出线程 4、thread.get_ident() 这个函数用来获取线程标识号 5、thread.allocate_lock() 这个线程用来获取LockType对象 6、thread.stack_size([size]) 这个线程用来返回创建新线程栈容量，其参数含义为： size：指定创建新线程栈容量，该参数取值为0或不小于32,768(32KB) |
LockType对象
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1、lock.acquire([waitflag]) 这个函数用来申请锁对象，若是获得锁对象返回True，否则返回False 2、lock.release() 这个函数用来释放锁对象【使用该函数前提是获取锁对象】 3、lock.locked() 这个函数用来获取对象锁的状态，若是已被锁住则返回True，否则返回False |
示例：
>>> import thread >>> sum = 0 /*****************线程任务函数**********************/ >>> def add(lock): global sum #设置为全局变量 lock.acquire() #加锁 i = 1 while(i < 3): sum = sum + 10 i = i + 1 id = thread.get_ident() #线程号 print "Thread ",id,"set sum = ",sum lock.release() #释放锁 /***********************启动线程**************************/ >>> def startTask(): lock = thread.allocate_lock() #申请锁对象 task_0 = thread.start_new_thread(add,(lock,)) task_1 = thread.start_new_thread(add,(lock,)) /************************测试**************************/ >>> startTask() >>> Thread 764 set sum = 20 Thread 5240 set sum = 40
threading模块
【threading】模块式以【thread】为基础，但提供更高的线程类以及同步机制。
内建函数
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1、threading.activeCount() 这个函数用来获取【active Thread】的数目 2、threading.enumerate() 这个函数用来获取【active Thread】列表。注意：包括中断的线程以及还未开始的线程 3、threading.currentThread() 这个函数用来获取当前运行的【Thread object】 4、threading.settrace(func) 这个函数用来设置所有通过【threading】模块启动的线程的跟踪函数，该函数在【Thread Object】的【run】方法执行前被调用，其参数含义为： func：跟踪函数名 5、threading.setprofile(func) 这个函数用来设置所有通过【threading】模块启动的线程的profile函数 6、threading.Event() 这个工厂函数用来获取一个新的【Event Object】 7、threading.Lock() 这个工厂函数用来获取【LockType Object】 8、threading.RLock() 这个工厂函数用来获取【RLock Object】 9、threading.Condition() 这个工厂函数用来获取【Condition Object】 10、threading.Semaphore([value]) 这个工厂函数用来获取【Semaphore Object】 11、threading.BoundedSemaphore([value]) 这个工厂函数用来获取【Bounded Semaphore Object】 |
内建类
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1、class threading.local 类似Java的ThreadLocal 2、class threading.Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}) 构造函数参数含义如下： target：Thread类中【run】函数调用的函数 name：指定线程的名，默认线程名格式为：【Thread-N】 args：target函数的参数 1)、start() 启动线程，值得注意的是：该方法只能被线程调用一次，否则抛出异常RuntimeError 2)、run() 线程任务函数。常被子类重写，类似Java Thread类的run函数 3)、is_alive() 判断线程是否【alive】 4)、setDaemon() 将线程设置为守护线程 3、class threading.Timer(interval, function, args=[], kwargs={}) Timer类继承threading.Thread类，其参数含义为： interval:线程时间执行时间间隔,以秒为单位 function：Thread类中run函数执行的目标函数 args：目标函数的参数 1)、cancel() 取消Timer任务的执行 |
示例
/***************************Timer实例************************/ >>> def putOutNumber(): id = threading.currentThread().getName() print id,'Hello' >>> def startTimer(): timer = threading.Timer(60,putOutNumber) timer.start() >>> startTimer() >>> Thread-1 Hello /****************继承Thread与Semaphore实例********************/ >>> import threading >>> class MyThread(threading.Thread): def __init__(self,name,semaphore): threading.Thread.__init__(self,None,None,name,None) self.semaphore = semaphore def run(self): #override run function self.semaphore.acquire() i = 1 while(i < 3): print self.getName(),' print ',i i = i + 1 self.semaphore.release() >>> def startTask(): semaphore = threading.Semaphore() thread_0 = MyThread("Thread_0",semaphore) thread_1 = MyThread("Thread_1",semaphore) thread_0.start() thread_1.start() >>> startTask() >>> Thread_0 print 1 Thread_0 print 2 Thread_1 print 1 Thread_1 print 2 /*********************进程之间进行通信************************/ >>> class ManagerThread(threading.Thread): def __init__(self,name,event): threading.Thread.__init__(self,None,None,name,None) self.event = event def run(self): #override run function print self.getName(),' say ','go' self.event.set() >>> class PeopleThread(threading.Thread): def __init__(self,name,event): threading.Thread.__init__(self,None,None,name,None) self.event = event def run(self): self.event.wait() print self.getName(),' start ','go' >>> def startTask(): event = threading.Event() m_thread = ManagerThread("Manager",event) p_thread = PeopleThread("People",event) p_thread.start() m_thread.start() /*************************测试****************************/ >>> startTask() >>> Manager say go People start go
Mutex
内建类
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1、class mutex.mutex mutex对象有两个属性：锁和队列。当锁没有被锁时，队列是空的。 /*********************mutex Object 函数********************/ 1)、mutex.test() 这个函数检测mutex是否被锁 2)、 mutex.testandset() 这个函数用来检测mutex是否被锁，若是没有锁住，则锁住并返回True，否则返回False。值得注意的是：这个函数是原子操作 3)、mutex.lock(function, argument) 这个函数用来执行函数function(argument)【前提是mutex没有被锁】。如果mutex锁被锁，则将function(argument)放入队列中 4)、mutex.unlock() 这个函数用来解锁mutex【前提是队列是空的】。如果队列不是空的，则在队列中取出第一个function(argument)执行并不解锁 |
示例
>>> import mutex >>> def putOutTask(text): print text >>> def startTask(): m_metux = mutex.mutex() m_metux.lock(putOutTask,'I am task_0') m_metux.lock(putOutTask,'T am task_1') m_metux.lock(putOutTask,'I am task_2') m_metux.lock(putOutTask,'T am task_3') m_metux.lock(putOutTask,'I am task_4') m_metux.lock(putOutTask,'T am task_5') while(m_metux.test()): m_metux.unlock() m_metux.unlock() /**************************测试***************************/ >>> startTask() I am task_0 T am task_1 I am task_2 T am task_3 I am task_4 T am task_5
