Python中的多執行緒

多執行緒

一個程序中有多個執行緒就是多執行緒。

一個程序中至少有一個執行緒，並作為程式的入口，這個就是主執行緒。一個程序至少有一個主程序，其他執行緒稱為工作執行緒。

執行緒安全：執行緒執行一段程式碼，不會產生不確定的結果，那這段程式碼就是執行緒安全。（例如print（）執行緒不安全）

執行緒的daemon屬性

daemon屬性：表示執行緒是否是daemon執行緒，這個值必須在start()之前設定，否則引發RuntimeError異常

isDaemon():是否是daemon執行緒

setDaemon():設定為daemon執行緒，必須在start方法之前設定

執行緒具有一個daemon屬性，可以設定為Ture或False,也可以不設定，預設值為None.如果不設定daemon就取當前的daemon來設定它，主執行緒是Non-daemon。工作執行緒不設定daemon屬性，則預設是daemon = False .python程式在沒有活著的non-daemon執行緒執行時退出。

join（）方法

join(timeout)是執行緒的標準方法之一。

一個執行緒中呼叫裡那個一個執行緒的join方法，呼叫者將被阻塞，知道盜用執行緒終止。一個執行緒可以被join多次。

daemon執行緒的應用場景

1：後臺任務，如傳送心跳包、監控，這種場景最多

2：主執行緒工作才有用的執行緒，如主執行緒中維護的公共資源，主執行緒已經清理了，準備退出，而工作執行緒使用這些資源工作也沒有意義了，一起退出最合適。

3：隨時可以被終止的執行緒

threading.local類

執行時，threading.local例項處在不同的執行緒中，就從大字典中找到當前執行緒相關鍵值對中的字典，覆蓋threading.local例項的__dict__。這樣就可以在不同的執行緒中，安全德使用執行緒獨有的資料做到執行緒間資料隔離，如同本地變數一樣安全。

定時器Timer/延遲執行

threading.Timer(interval,function,args=None,Kwargs=None)

start方法執行之後，Timer物件會處於等待狀態，等待了interval秒之後，開始執行function函式的。Timer提供了cancel方法，用來取消一個未執行的函式。

Event

是執行緒間通訊機制中最簡單的實現，使用一個內部的標記flag，通過flag的True或False的表換來進行操作。

set()：標記設定為Ture

clear():標記設定為False

is_set():標記是否為Ture

wait(timeou):設定等待標記為Ture的時長，None為無限等待，等到返回Ture,未等到超時了返回False

Event的wait優於time.sleep,他會更快的切換到其它執行緒，提高併發效率。

lock

鎖，凡是存在共享資源爭搶的地方都可以使用鎖，從而保證只有一個使用者可以完全使用這個資源。一旦執行緒獲得鎖，其他試圖獲取鎖的執行緒將被阻塞。

acquire(blocking=True,timeout=-1):預設阻塞，阻塞可以設定超時時間，非阻塞時，timeout禁止設定。成功獲取鎖，返回True,否則返回Flase

release():釋放鎖，可以從任何執行緒呼叫釋放。已上鎖的多，會被重置未unlocked。未上鎖的呼叫，會派出RuntimeError異常。

加鎖、解鎖

一般來說，加鎖就需要解鎖，但加鎖後解鎖前，還有一些程式碼執行，就有可能丟擲異常，一旦出現異常，鎖無法釋放，但是當前執行緒可能因為這個異常被終止了，這就產生了死鎖。

加鎖、解鎖常用的語句：

1：使用try ... funally語句保證鎖的釋放

2：with上下文管理，鎖隨想支援上下位管理。

鎖的應用：

鎖適合用於訪問和修改同一個共享資源的時候，即讀寫同一個資源的時候。

注意事項：

1：少用鎖，必要時使用鎖，使用了鎖，多執行緒訪問被鎖的資源時，就成了序列，要麼排隊執行，要麼爭搶執行。

2：加鎖時間越短越好，不需要就立即釋放。

3：一定要避免死鎖。

Rlock可重入鎖

可重入鎖，是執行緒相關的鎖。可在一個執行緒中獲取鎖，並可繼續在同一個執行緒中不阻塞獲取鎖，當鎖為釋放完，其他執行緒獲取鎖就會阻塞。知道當前持有鎖的執行緒釋放完鎖。

Conditon

構造方法Consition（lock=None），可以傳入一個Lock或者Rlock物件，預設是Rlock

acquire(*args)：獲取鎖

wait(self.timeout=None):等待或超時

notify（n =1)：喚醒至多指定數目個數的等待的執行緒，沒有執行緒等待的執行緒就沒有任何操作

notify_all()：喚醒所有等待的執行緒

condition用於生產者，消費者模型，為了解決生產者消費者速度匹配的問題。由於condition內部使用了鎖，最好的方式是使用with上下文。

Barrier

Barrier(parties,action=None,timeout=None):構建Barrier物件，指定參與方數目。timeout是wait方法未指定超時的預設值。

n_waiting:當前在barrier中等待的執行緒數

parties:資源的個數。

broken:如果broken處於打破的狀態，放回True

abort():將將barrier置於broken狀態，等待中的執行緒或者呼叫等待方法的執行緒中都會丟擲BrokenBarrierError異常，知道reset方法來恢復barrier

reset（）：恢復barrier,重新開始攔截。

wait方法超時發生，barrier將處於broken狀態，知道reset()

semaphore訊號量

Semaphore（value=1）：構造方法，value小於0，拋ValueError異常

acquite(blocking=True,timeout=None):獲取訊號量，計數器減1，獲取成功返回True

release():釋放訊號量，計數器加1

semaphore問題

如果遇到release釋放次數大於初始值，計數器會增加，超過我們的最大值。

解決方法：

使用Boundedsemaphore類，有界訊號量，不允許使用release超出初始值的範圍，否則派出ValueError異常。

鎖和訊號量

鎖，只允許同一個時間一個執行緒獨佔資源，它是特殊的訊號量，即訊號量計數器初始值為1.

訊號量，可以多個執行緒訪問共享資源，但這個共享資源數量有限。

鎖，可以看做特殊的型號量。