python线程教程,python线程学习笔记

线程访问全局变量

import threading

g_num = 0def test(n):

`    `global g_num

`    `for x in range(n):

        g_num += x

        g_num -= x

    print(g_num)

if __name__ == '__main__':

    t1 = threading.Thread(target=test, args=(10,))

    t2 = threading.Thread(target=test, args=(10,))

    t1.start()

    t2.start()

在一个进程内的所有线程共享全局变量，很方便在多个线程间共享数据。缺点就是，线程是对全局变量随意遂改可能造成多线程之间对全局变量的混乱（即线程非安全）。

线程的安全问题

import threadingimport time

ticket = 20

def sell_ticket():

`    `global ticket

`    `while` `True:

`        `if ticket > 0:

            time.sleep(0.5)

            ticket -= 1

            print('{}卖了一张票，还剩{}'.format(threading.current_thread().name, ticket))

`        `else:

            print('{}票卖完了'.format(threading.current_thread().name))

`            `break

for i in range(5):

    t = threading.Thread(target=sell_ticket, name='thread-{}'.format(i + 1))

    t.start()

同步

当多个线程几乎同时修改某一个共享数据的时候，需要进行同步控制。同步就是协同步调，按预定的先后次序进行运行。线程同步能够保证多个线程安全访问竞争资源，最简单的同步机制是引入互斥锁。

互斥锁

互斥锁为资源引入一个状态：锁定/非锁定

某个线程要更改共享数据时，先将其锁定，此时资源的状态为"锁定"，其他线程不能更改；直到该线程释放资源，将资源的状态变成"非锁定"，其他的线程才能再次锁定该资源。互斥锁保证了每次只有一个线程进行写入操作，从而保证了多线程情况下数据的正确性。

threading模块中定义了Lock类，可以方便的处理锁定：

# 创建锁

mutex = threading.Lock()# 锁定

mutex.acquire()# 释放

mutex.release()

注意：

• 如果这个锁之前是没有上锁的，那么acquire不会堵塞

如果在调用acquire对这个锁上锁之前 它已经被 其他线程上了锁，那么此时acquire会堵塞，直到这个锁被解锁为止。

和文件操作一样，Lock也可以使用with语句快速的实现打开和关闭操作。

使用互斥锁解决卖票问题

import threadingimport time

ticket = 20

lock = threading.Lock()

def sell_ticket():

`    `global ticket

`    `while` `True:

        lock.acquire()

`        `if ticket > 0:

            time.sleep(0.5)

            ticket -= 1

            lock.release()

            print('{}卖了一张票，还剩{}'.format(threading.current_thread().name, ticket))

`        `else:

            print('{}票卖完了'.format(threading.current_thread().name))

            lock.release()

`            `break

for i in range(5):

    t = threading.Thread(target=sell_ticket, name='thread-{}'.format(i + 1))

    t.start()

上锁过程：

当一个线程调用锁的acquire()方法获得锁时，锁就进入"locked"状态。

每次只有一个线程可以获得锁。如果此时另一个线程试图获得这个锁，该线程就会变为"blocked"状态，称为"阻塞"，直到拥有锁的线程调用锁的release()方法释放锁之后，锁进入"unlocked"状态。

线程调度程序从处于同步阻塞状态的线程中选择一个来获得锁，并使得该线程进入运行（running）状态。

总结

锁的好处：

• 确保了某段关键代码只能由一个线程从头到尾完整地执行

锁的坏处：

• 阻止了多线程并发执行，包含锁的某段代码实际上只能以单线程模式执行，效率就大大地下降了。
• 由于可以存在多个锁，不同的线程持有不同的锁，并试图获取对方持有的锁时，可能会造成死锁。

线程间通信

线程之间有时需要通信，操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信，其中我们使用最多的是队列Queue.

Queue的原理

Queue是一个先进先出（First In First Out）的队列，主进程中创建一个Queue对象，并作为参数传入子进程，两者之间通过put( )放入数据，通过get( )取出数据，执行了get( )函数之后队列中的数据会被同时删除，可以使用multiprocessing模块的Queue实现多进程之间的数据传递。

import threadingimport timefrom queue import Queue

def producer(queue):

`    `for i in range(100):

        print('{}存入了{}'.format(threading.current_thread().name, i))

        queue.put(i)

        time.sleep(0.1)

`    `return

def consumer(queue):

`    `for x in range(100):

        value = queue.get()

        print('{}取到了{}'.format(threading.current_thread().name, value))

        time.sleep(0.1)

`        `if` `not value:

`            `return

if __name__ == '__main__':

    queue = Queue()

    t1 = threading.Thread(target=producer, args=(queue,))

    t2 = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))

    t3 = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))

    t4 = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))

    t6 = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))

    t1.start()

    t2.start()

    t3.start()

    t4.start()

    t6.start()

多线程版聊天

import socket

import threading

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

s.bind(('0.0.0.0', 8080))

def send_msg():

ip = input('请输入您要聊天的ip:')

port = int(input('请输入对方的端口号:'))

while True:

msg = input('请输入聊天内容:')

s.sendto(msg.encode('utf-8'), (ip, port))

if msg == "bye":

ip = input('请输入您要聊天的ip:')

port = int(input('请输入对方的端口号:'))

def recv_msg():

while True:

content, addr = s.recvfrom(1024)

print('接收到了{}主机{}端口的消息:{}'.format(addr[0], addr[1], content.decode('utf-8')),file=open('history.txt', 'a', encoding='utf-8'))

send_thread = threading.Thread(target=send_msg)

recv_thread = threading.Thread(target=recv_msg)

send_thread.start()

recv_thread.start()