Python线程二

转自：https://www.cnblogs.com/chengd/articles/7770898.html

1. threading.Lock()

import threading

balance = 0
lock = threading.Lock()

def change_it(n):
    # 先存后取，结果应该为0:
    global balance
    balance = balance + n
    balance = balance - n

def run_thread(n):
    for i in range(100000):
        # 先要获取锁:
        lock.acquire()
        try:
            # 放心地改吧:
            change_it(n)
        finally:
            # 改完了一定要释放锁:
            lock.release()


if __name__ == "__main__":
    t1 = threading.Thread(target=run_thread, args=(5,))
    t2 = threading.Thread(target=run_thread, args=(8,))
    t1.start()
    t2.start()
    t1.join()
    t2.join()
    print(balance)

当多个线程同时执行lock.acquire()时，只有一个线程能成功地获取锁，然后继续执行代码，其他线程就继续等待直到获得锁为止。

获得锁的线程用完后一定要释放锁，否则那些苦苦等待锁的线程将永远等待下去，成为死线程。所以我们用try...finally来确保锁一定会被释放。

2、threading.Rlock()

 RLock允许在同一线程中被多次acquire。而Lock却不允许这种情况。注意：如果使用RLock，那么acquire和release必须成对出现，即调用了n次acquire，必须调用n次的release才能真正释放所占用的锁。

import threading

# Lock对象
lock = threading.Lock()

def test1():
    lock.acquire()
    lock.acquire()
    # 产生了死琐。
    print("test1")
    lock.release()
    lock.release()

# RLock对象
rLock = threading.RLock()

def test2():
    rLock.acquire()
    rLock.acquire()
    # 在同一线程内，程序不会堵塞。
    print("test2")
    rLock.release()
    rLock.release()



if __name__ == "__main__":
    t1 = threading.Thread(target=test1, args=())
    t2 = threading.Thread(target=test2, args=())
    t1.start()
    t2.start()

    t2.join()
    t1.join()

RLock允许嵌套。

def run1():
    print("grab the first part data")
    lock.acquire()
    global num
    num +=1
    lock.release()
    return num

def run2():
    print("grab the second part data")
    lock.acquire()
    global  num2
    num2+=1
    lock.release()
    return num2

def run3():
    lock.acquire()
    res = run1()
    print('--------between run1 and run2-----')
    res2 = run2()
    lock.release()
    print(res,res2)

　　t = threading.Thread(target=run3)
　　t.start()

3. threading.active_count() 返回当前存活的线程对象的数量

通过计算len(threading.enumerate())长度而来

4. threading.current_thread() 返回当前线程对象

import time
import threading

def run():
    thread = threading.current_thread()
    print('%s is running...'% thread.getName())    #返回线程名称
    time.sleep(10)    #休眠10S方便统计存活线程数量

if __name__ == "__main__":
    #设置thread的名称
    t = threading.Thread(target=run, name="test_thread")
    t.start()

    print('%s is running...' % threading.current_thread().getName())
    print("thread count:%d" % threading.active_count())
    print("thread count:%d" % len(threading.enumerate()))

    t.join()

5. threading.enumerate()返回当前存在的所有线程对象的列表

6.threading.get_ident() 返回线程pid

7. threading.main_thread()

import time
import threading

def run():
    print("get the main_thread name is %s" % threading.main_thread().getName())
    print("pid:%s" % threading.get_ident())
    print('ThreadName is :%s' % threading.enumerate())  # 返回所有线程对象列表
    time.sleep(10)

if __name__ == "__main__":
    #设置thread的名称
    t = threading.Thread(target=run, name="test_thread")
    t.start()

    t.join()

8. threading.Condition()

可以把Condiftion理解为一把高级的锁，它提供了比Lock, RLock更高级的功能，允许我们能够控制复杂的线程同步问题。

threadiong.Condition在内部维护一个锁对象（默认是RLock，可被多次acquire），可以在创建Condigtion对象的时候把锁对象作为参数传入。

Condition也提供了acquire, release方法，其含义与锁的acquire, release方法一致，其实它只是简单的调用内部锁对象的对应的方法而已。

Condition还提供wait方法、notify方法、notifyAll方法(特别要注意：这些方法只有在占用锁(acquire)之后才能调用，否则将会报RuntimeError异常。)

wait([timeout]):线程挂起，直到收到一个notify通知或者超时（可选的，浮点数，单位是秒s）才会被唤醒继续运行。

wait()必须在已获得锁前提下才能调用，否则会触发RuntimeError。调用wait()会释放锁，直至该线程被Notify()、NotifyAll()或者超时线程又重新获得锁.

 notify(n=1):通知其他线程，那些挂起的线程接到这个通知之后会开始运行，默认是通知一个正等待该condition的线程,最多则唤醒n个等待的线程。

notify()必须在已获得锁前提下才能调用，否则会触发RuntimeError。notify()不会主动释放锁。

 notifyAll(): 如果wait状态线程比较多，notifyAll的作用就是通知所有线程（这个一般用得少）（不知道是否会产生线程惊群）

捉迷藏的游戏：

一个藏(Hider)，一个找(Seeker)

戏的规则如下：

cond = threading.Condition()

1. 游戏开始之后，Seeker加锁cond.acquire()，蒙上眼睛后 cond.notify() 通知Hider已经蒙眼，

2. 游戏开始之后，Hider加锁cond.acquire()，cond.wait() 等待Seeker的通知（已经蒙眼），

3. Hider收到Seeker蒙眼通知之后，进行躲藏，在完成躲藏之后cond.notify()通知Seeker已经躲藏好，并cond.wait()等待Seeker找到他的通知

4、Seeker接收到通知（Hider完成躲藏）之后，就开始找Hider，并在找到Hider向Hider发出通知cond.notify()

问题！！！如果超过1分钟没有找到躲藏者，判Seeker输，怎么弄？

尝试，cond.wait(60) 加上使用一个全局bool类型的值，结果发现cond.wait(60)在超时之后并不会唤醒，不知道是什么原因，我的测试环境是Windows

import time
import threading

def Seeker(cond, name):
    time.sleep(2)
    cond.acquire()#可多次acquire
    print('%s :我已经把眼睛蒙上了！'% name)
    cond.notify()
    cond.wait()
    for i in range(3):
        print('%s is finding!!!'% name)
        time.sleep(2)
    print("yeah, find the hider")
    cond.notify()
    cond.release()
    print('%s :我赢了！'% name)

def Hider(cond, name):
    cond.acquire()
    cond.wait()
    for i in range(2):
        print('%s is hiding!!!'% name)
        time.sleep(3)
    print('%s :我已经藏好了，你快来找我吧！'% name)
    cond.notify()
    cond.wait()
    cond.release()
    print('%s :被你找到了，唉~^~!'% name)

if __name__ == "__main__":
    cond = threading.Condition()
    seeker = threading.Thread(target=Seeker, args=(cond, 'seeker'))
    hider = threading.Thread(target=Hider, args=(cond, 'hider'))
    seeker.start()
    time.sleep(0.1)
    hider.start()

9. threading.Semaphore和BoundedSemaphore

Semaphore：Semaphore 在内部管理着一个计数器。

调用 acquire() 会使这个计数器 -1，release() 则是+1(可以多次release()，所以计数器的值理论上可以无限).计数器的值永远不会小于 0，当计数器到 0 时，再调用 acquire() 就会阻塞，直到其他线程来调用release()

 BoundedSemaphore：类似于Semaphore；不同在于BoundedSemaphore 会检查内部计数器的值，并保证它不会大于初始值，如果超了，就引发一个 ValueError。

多数情况下，semaphore 用于守护限制访问（但不限于 1）的资源，如果 semaphore 被 release() 过多次，这意味着存在 bug

import time
import threading

def run(n):
    # 获得信号量，信号量减一
    semaphore.acquire()
    time.sleep(1)
    print("run the thread: %s" % n)

    # 释放信号量，信号量加一
    semaphore.release()
    #semaphore.release()    # 可以多次释放信号量，每次释放计数器+1
    #semaphore.release()    # 可以多次释放信号量，每次释放计数器+1



if __name__ == "__main__":
    semaphore = threading.Semaphore(2)#semaphore计数器初始化为2

    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
        t.start()

    while threading.active_count() != 1:
        time.sleep(0.1)
    else:
        print('----all threads done---')

    print("----------main thread finish-----------")

import time
import threading


def run(n):
    # 获得信号量，信号量减一
    semaphore.acquire()
    time.sleep(1)
    print("run the thread: %s" % n)

    # 释放信号量，信号量加一
    try:
        semaphore.release()
    except ValueError as e:
        print(e)



if __name__ == "__main__":
    semaphore = threading.BoundedSemaphore(2)#内部计数器的初始值，后续操作不允许计数器超过初始值

    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
        t.start()

    while threading.active_count() != 1:
        time.sleep(0.1)
    else:
        print('----all threads done---')

    print("----------main thread finish-----------")