一篇文章读懂 Python 多线程

当你真正运行这段代码时，你会发现它只是挂起了。究其原因，是因为我们只告诉 threading 模块获取锁。所以当我们调用第一个函数时，它发现锁已经被获取，随后便把自己挂起了，直到锁被释放，然而这将永远不会发生。

真正的解决办法是使用重入锁(Re-Entrant Lock)。threading 模块提供的解决办法是使用RLock函数。即把lock = threading.lock替换为lock = threading.RLock，然后重新运行代码，现在代码就可以正常运行了。

如果你想在线程中运行以上代码，那么你可以用以下代码取代直接调用 main函数：

if __name__ == '__main__': 
for i in range(10): 
my_thread = threading.Thread( 
target=main) 
my_thread.start 

每个线程都会运行 main 函数，main 函数则会依次调用另外两个函数。最终也会产生 10 组结果集。

定时器

Threading 模块有一个优雅的 Timer类，你可以用它来实现在指定时间后要发生的动作。它们实际上会启动自己的自定义线程，通过调用常规线程上的start方法即可运行。你也可以调用它的cancel方法停止定时器。值得注意的是，你甚至可以在开始定时器之前取消它。

有一天，我遇到一个特殊的情况：我需要与已经启动的子进程通信，但是我需要它有超时处理。虽然处理这种特殊问题有很多不同的方法，不过我最喜欢的解决方案是使用 threading 模块的 Timer 类。

在下面这个例子中，我们将使用 ping指令作为演示。在 Linux 系统中，ping 命令会一直运行下去直到你手动杀死它。所以在 Linux 世界里，Timer 类就显得非常方便。示例如下：

import subprocess 
from threading import Timer 
 
kill = lambda process: process.kill 
cmd = ['ping', 'www.google.com'] 
ping = subprocess.Popen( 
cmd, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) 
 
my_timer = Timer(5, kill, [ping]) 
try: 
my_timer.start 
stdout, stderr = ping.communicate 
finally: 
my_timer.cancel 
print (str(stdout)) 

这里我们在 lambda 表达式中调用 kill 杀死进程。接下来启动 ping 命令，然后创建 Timer 对象。你会注意到，第一个参数就是需要等待的秒数，第二个参数是需要调用的函数，紧跟其后的参数是要调用函数的入参。在本例中，我们的函数是一个 lambda 表达式，传入的是一个只有一个元素的列表。如果你运行这段代码，它应该会运行 5 秒钟，然后打印出 ping 的结果。

其他线程组件

Threading 模块包含对其他功能的支持。例如，你可以创建信号量(Semaphore)，这是计算机科学中最古老的同步原语之一。基本上，一个信号量管理一个内置的计数器。当你调用acquire时计数器就会递减，相反当你调用release时就会递增。根据其设计，计数器的值无法小于零，所以如果正好在计数器为零时调用 acquire 方法，该方法将阻塞线程。

译者注：通常使用信号量时都会初始化一个大于零的值，如 semaphore = threading.Semaphore(2)

另一个非常有用的同步工具就是事件(Event)。它允许你使用信号(signal)实现线程通信。在下一节中我们将举一个使用事件的实例。

最后，在 Python 3.2 中加入了 Barrier对象。Barrier 是管理线程池中的同步原语，在线程池中多条线程需要相互等待对方。如果要传递 barrier，每一条线程都要调用wait方法，在其他线程调用该方法之前线程将会阻塞。全部调用之后将会同时释放所有线程。

线程通信

某些情况下，你会希望线程之间互相通信。就像先前提到的，你可以通过创建 Event对象达到这个目的。但更常用的方法是使用队列(Queue)。在我们的例子中，这两种方式都会有所涉及。下面让我们看看到底是什么样子的：

import threading 
from queue import Queue 
 
def creator(data, q): 
""" 
生成用于消费的数据，等待消费者完成处理 
""" 
print('Creating data and putting it on the queue') 
for item in data: 
evt = threading.Event 
q.put((item, evt)) 
 
print('Waiting for data to be doubled') 
evt.wait 
 
def my_consumer(q): 
""" 
消费部分数据，并做处理 
 
这里所做的只是将输入翻一倍 
 
""" 
while True: 
data, evt = q.get 
print('data found to be processed: {}'.format(data)) 
processed = data * 2 
print(processed) 
evt.set 
q.task_done 
 
if __name__ == '__main__': 
q = Queue 
data = [5, 10, 13, -1] 
thread_one = threading.Thread(target=creator, args=(data, q)) 
thread_two = threading.Thread(target=my_consumer, args=(q,)) 
thread_one.start 
thread_two.start 
 
q.join 

（编辑：核心网）

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