Python多线程开发学习笔记

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前言：

• 我们在前面学习了Python 多进程开发相关的知识。
• 我们知道，多任务我们可以通过多进程完成，当然你也可以在一个进程中创建多个线程来完成。
• 本次我们将学习Python 多线程开发相关的知识。

多进程与多线程的不同点

• 多进程中，同一个变量，每个进程都有一份拷贝存在于每个进程中，进程间互不影响，
• 多线程中，所有变量都由所有线程共享。所以，任何一个变量都可以被任何一个线程修改，因此，线程之间共享数据最大的危险在于多个线程同时改一个变量，造成数据错乱。

Python中的多线程

• Python的标准库提供了两个模块：

• 1、_thread ：低级模块。

• 2、threading ：高级模块，对_thread进行来封装，绝大部分情况下我们只需要使用该模块即可

• 示例代码如下：

    import time,threading,random;
  
    def run_thread():
    	print('current thread %s is running。。。' % threading.current_thread().name)
    	i = 0
      while i < 3:
    		i += 1
      print('current thread %s ,value is %s' % (threading.current_thread().name, i))
    		time.sleep(random.random())
    	print('current thread %s ended...' % threading.current_thread().name)
  
    print('current thread %s is running...' % threading.current_thread().name)
    t = threading.Thread(target=run_thread, )
    t.start()
    t.join()
    print('current thread %s ended.' % threading.current_thread().name)
  

• 运行结果如下：

    current thread MainThread is running...
    current thread Thread-1 is running。。。
    current thread Thread-1 ,value is 1
    current thread Thread-1 ,value is 2
    current thread Thread-1 ,value is 3
    current thread Thread-1 ended...
    current thread MainThread ended.
  

• 结果解析：

• 可以看到，我们当前的线程名为 MainThread，创建的线程为Thread-1.

• 为什么默认线程教MainThread呢？

• 因为每个进程创建时都会默认创建一个子线程，该线程由Python命名为MainThread。

• 当然我们自己创建的线程也可以自己命名，通过传入参数name=xxxx即可，如果不传入，则默认从Thread-1开始后面的数字递增。

• 如此我们就完成了多线程的创建及调用

多线程并发产生的问题

• 多线程很容易产生数据错误的问题，因为在同一进程中的变量对于该进程内的线程来说，都是共享的，一旦多个线程同时修改相同的变量，问题就来了。

• 我们看的示例代码（希望每个线程加1后输出，理想下是输出 1 2 3）：

    import time,threading,random;
  
    t_v = 0;
  
    def run_thread():
    	global t_v;
    	t_v+=1;
    	time.sleep(random.random())
    	print('current thread %s is running...'% threading.current_thread().name)
    	print('current thread %s ended. value is %d' % (threading.current_thread().name,t_v));
  
    print('current thread %s is running...' % threading.current_thread().name)
    t1 = threading.Thread(target=run_thread, )
    t2 = threading.Thread(target=run_thread, )
    t3 = threading.Thread(target=run_thread, )
  
    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
  
    t1.join()
    t2.join()
    t3.join()
    print('current thread %s ended.' % threading.current_thread().name)
  

• 运行结果如下:

    current thread MainThread is running...
    current thread Thread-3 is running...
    current thread Thread-3 ended. value is 3
    current thread Thread-2 is running...
    current thread Thread-2 ended. value is 3
    current thread Thread-1 is running...
    current thread Thread-1 ended. value is 3
    current thread MainThread ended.
  

• 结果分析：然而，最后输出的都是3，为什么呢？因为三个线程加1后都随机休眠了一定时间才输出，这样，在输出前，t_v被加了三次。所以最后输出的都是3

• 那么我们该如何解决呢？

• 当然是So Easy了。

Lock

• 众多支持多进程、线程开发的编程语言都会有引入锁这一概念去去处理共享问题，

• Ok，我们来看看Python中的锁是如何使用的呢？

• 代码修改如下（在操作t_v前对当前线程上锁，输出后再释放）：

    import time,threading,random;
  
    t_v = 0;
    lock = threading.Lock();
    def run_thread():
    	try:
    		lock.acquire();
    		global t_v;
    		t_v+=1;
    		time.sleep(random.random())
    		print('current thread %s is running...'% threading.current_thread().name)
    		print('current thread %s ended. value is %d' % (threading.current_thread().name,t_v));
    	except Exception as e:
    		print(e)
    	finally:
    		lock.release();
  
    print('current thread %s is running...' % threading.current_thread().name)
    t1 = threading.Thread(target=run_thread, )
    t2 = threading.Thread(target=run_thread, )
    t3 = threading.Thread(target=run_thread, )
  
    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
  
    t1.join()
    t2.join()
    t3.join()
    print('current thread %s ended.' % threading.current_thread().name)
  

• 结果输出为：

    current thread MainThread is running...
    current thread Thread-1 is running...
    current thread Thread-1 ended. value is 1
    current thread Thread-2 is running...
    current thread Thread-2 ended. value is 2
    current thread Thread-3 is running...
    current thread Thread-3 ended. value is 3
    current thread MainThread ended.
  

• OK，问题就这么简单的解决了。

• 使用 try finally是保证锁最后一定会被释放，一定要注意哦，如果不释放就会产生死锁了。