Python线程指南

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-03-16 12:36 172阅读 0赞

# [Python线程指南][Python] #

> 本文介绍了Python对于线程的支持，包括“学会”多线程编程需要掌握的基础以及Python两个线程标准库的完整介绍及使用示例。
> 
> 注意：本文基于Python2.4完成，；如果看到不明白的词汇请记得百度谷歌或维基，whatever。
> 
> 尊重作者的劳动，转载请注明作者及原文地址 >.<

## 1. 线程基础 ##

### 1.1. 线程状态 ###

线程有5种状态，状态转换的过程如下图所示：

![thread\_stat\_simple][thread_stat_simple]

### 1.2. 线程同步（锁） ###

多线程的优势在于可以同时运行多个任务（至少感觉起来是这样）。但是当线程需要共享数据时，可能存在数据不同步的问题。考虑这样一种情况：一个列表里所有元素都是0，线程"set"从后向前把所有元素改成1，而线程"print"负责从前往后读取列表并打印。那么，可能线程"set"开始改的时候，线程"print"便来打印列表了，输出就成了一半0一半1，这就是数据的不同步。为了避免这种情况，引入了锁的概念。

锁有两种状态——锁定和未锁定。每当一个线程比如"set"要访问共享数据时，必须先获得锁定；如果已经有别的线程比如"print"获得锁定了，那么就让线程"set"暂停，也就是同步阻塞；等到线程"print"访问完毕，释放锁以后，再让线程"set"继续。经过这样的处理，打印列表时要么全部输出0，要么全部输出1，不会再出现一半0一半1的尴尬场面。

线程与锁的交互如下图所示：

![thread\_lock][thread_lock]

### 1.3. 线程通信（条件变量） ###

然而还有另外一种尴尬的情况：列表并不是一开始就有的；而是通过线程"create"创建的。如果"set"或者"print" 在"create"还没有运行的时候就访问列表，将会出现一个异常。使用锁可以解决这个问题，但是"set"和"print"将需要一个无限循环——他们不知道"create"什么时候会运行，让"create"在运行后通知"set"和"print"显然是一个更好的解决方案。于是，引入了条件变量。

条件变量允许线程比如"set"和"print"在条件不满足的时候（列表为None时）等待，等到条件满足的时候（列表已经创建）发出一个通知，告诉"set" 和"print"条件已经有了，你们该起床干活了；然后"set"和"print"才继续运行。

线程与条件变量的交互如下图所示：

![thread\_condition\_wait][thread_condition_wait]

![thread\_condition\_notify][thread_condition_notify]

### 1.4. 线程运行和阻塞的状态转换 ###

最后看看线程运行和阻塞状态的转换。

![thread\_stat][thread_stat]

阻塞有三种情况：  
同步阻塞是指处于竞争锁定的状态，线程请求锁定时将进入这个状态，一旦成功获得锁定又恢复到运行状态；  
等待阻塞是指等待其他线程通知的状态，线程获得条件锁定后，调用“等待”将进入这个状态，一旦其他线程发出通知，线程将进入同步阻塞状态，再次竞争条件锁定；  
而其他阻塞是指调用time.sleep()、anotherthread.join()或等待IO时的阻塞，这个状态下线程不会释放已获得的锁定。

tips: 如果能理解这些内容，接下来的主题将是非常轻松的；并且，这些内容在大部分流行的编程语言里都是一样的。（意思就是非看懂不可 >\_< 嫌作者水平低找别人的教程也要看懂）

## 2. thread ##

Python通过两个标准库thread和threading提供对线程的支持。thread提供了低级别的、原始的线程以及一个简单的锁。

[?][Link 1]

**thread 模块提供的其他方法：**  
thread.interrupt\_main(): 在其他线程中终止主线程。  
thread.get\_ident(): 获得一个代表当前线程的魔法数字，常用于从一个字典中获得线程相关的数据。这个数字本身没有任何含义，并且当线程结束后会被新线程复用。

thread还提供了一个ThreadLocal类用于管理线程相关的数据，名为 thread.\_local，threading中引用了这个类。

由于thread提供的线程功能不多，无法在主线程结束后继续运行，不提供条件变量等等原因，一般不使用thread模块，这里就不多介绍了。

## 3. threading ##

threading基于Java的线程模型设计。锁（Lock）和条件变量（Condition）在Java中是对象的基本行为（每一个对象都自带了锁和条件变量），而在Python中则是独立的对象。Python Thread提供了Java Thread的行为的子集；没有优先级、线程组，线程也不能被停止、暂停、恢复、中断。Java Thread中的部分被Python实现了的静态方法在threading中以模块方法的形式提供。

**threading 模块提供的常用方法：**  
threading.currentThread(): 返回当前的线程变量。  
threading.enumerate(): 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前，不包括启动前和终止后的线程。  
threading.activeCount(): 返回正在运行的线程数量，与len(threading.enumerate())有相同的结果。

**threading模块提供的类： **  
Thread, Lock, Rlock, Condition, \[Bounded\]Semaphore, Event, Timer, local.

### 3.1. Thread ###

Thread是线程类，与Java类似，有两种使用方法，直接传入要运行的方法或从Thread继承并覆盖run()：

[?][Link 1]

**构造方法：**  
Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs=\{\})  
group: 线程组，目前还没有实现，库引用中提示必须是None；  
target: 要执行的方法；  
name: 线程名；  
args/kwargs: 要传入方法的参数。

**实例方法：**  
isAlive(): 返回线程是否在运行。正在运行指启动后、终止前。  
get/setName(name): 获取/设置线程名。  
is/setDaemon(bool): 获取/设置是否守护线程。初始值从创建该线程的线程继承。当没有非守护线程仍在运行时，程序将终止。  
start(): 启动线程。  
join(\[timeout\]): 阻塞当前上下文环境的线程，直到调用此方法的线程终止或到达指定的timeout（可选参数）。

一个使用join()的例子：

[?][Link 1]

运行结果：

> in threadContext.  
> in threadJoin.  
> out threadJoin.  
> out threadContext.

### 3.2. Lock ###

Lock（指令锁）是可用的最低级的同步指令。Lock处于锁定状态时，不被特定的线程拥有。Lock包含两种状态——锁定和非锁定，以及两个基本的方法。

可以认为Lock有一个锁定池，当线程请求锁定时，将线程至于池中，直到获得锁定后出池。池中的线程处于状态图中的同步阻塞状态。

**构造方法：**  
Lock()

**实例方法：**  
acquire(\[timeout\]): 使线程进入同步阻塞状态，尝试获得锁定。  
release(): 释放锁。使用前线程必须已获得锁定，否则将抛出异常。

[?][Link 1]

### 3.3. RLock ###

RLock（可重入锁）是一个可以被同一个线程请求多次的同步指令。RLock使用了“拥有的线程”和“递归等级”的概念，处于锁定状态时，RLock被某个线程拥有。拥有RLock的线程可以再次调用acquire()，释放锁时需要调用release()相同次数。

可以认为RLock包含一个锁定池和一个初始值为0的计数器，每次成功调用 acquire()/release()，计数器将+1/-1，为0时锁处于未锁定状态。

**构造方法：**  
RLock()

**实例方法：**  
acquire(\[timeout\])/release(): 跟Lock差不多。

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> 
    <div>
      3 
    </div> 
    <div>
      4 
    </div> 
    <div>
      5 
    </div> 
    <div>
      6 
    </div> 
    <div>
      7 
    </div> 
    <div>
      8 
    </div> 
    <div>
      9 
    </div> 
    <div>
      10 
    </div> 
    <div>
      11 
    </div> 
    <div>
      12 
    </div> 
    <div>
      13 
    </div> 
    <div>
      14 
    </div> 
    <div>
      15 
    </div> 
    <div>
      16 
    </div> 
    <div>
      17 
    </div> 
    <div>
      18 
    </div> 
    <div>
      19 
    </div> 
    <div>
      20 
    </div> 
    <div>
      21 
    </div> 
    <div>
      22 
    </div> 
    <div>
      23 
    </div> 
    <div>
      24 
    </div> 
    <div>
      25 
    </div> 
    <div>
      26 
    </div> 
    <div>
      27 
    </div> 
    <div>
      28 
    </div> 
    <div>
      29 
    </div> 
    <div>
      30 
    </div> 
    <div>
      31 
    </div> 
    <div>
      32 
    </div> 
    <div>
      33 
    </div> 
    <div>
      34 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code># encoding: UTF-8</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> threading</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> time</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>rlock </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.RLock()</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> func():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 第一次请求锁定</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'%s acquire lock...'</code> 
      <code>%</code> 
      <code>threading.currentThread().getName()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>rlock.acquire():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'%s get the lock.'</code> 
      <code>%</code> 
      <code>threading.currentThread().getName()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>time.sleep(</code> 
      <code>2</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 第二次请求锁定</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'%s acquire lock again...'</code> 
      <code> %</code> 
      <code>threading.currentThread().getName()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>rlock.acquire():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'%s get the lock.'</code> 
      <code>%</code> 
      <code>threading.currentThread().getName()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>time.sleep(</code> 
      <code>2</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 第一次释放锁</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'%s release lock...'</code> 
      <code>%</code> 
      <code>threading.currentThread().getName()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>rlock.release()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>time.sleep(</code> 
      <code>2</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 第二次释放锁</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'%s release lock...'</code> 
      <code>%</code> 
      <code>threading.currentThread().getName()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>rlock.release()</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>t1 </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Thread(target</code> 
      <code>=</code> 
      <code>func)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>t2 </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Thread(target</code> 
      <code>=</code> 
      <code>func)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>t3 </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Thread(target</code> 
      <code>=</code> 
      <code>func)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>t1.start()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>t2.start()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>t3.start()</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 3.4. Condition ###

Condition（条件变量）通常与一个锁关联。需要在多个Contidion中共享一个锁时，可以传递一个Lock/RLock实例给构造方法，否则它将自己生成一个RLock实例。

可以认为，除了Lock带有的锁定池外，Condition还包含一个等待池，池中的线程处于状态图中的等待阻塞状态，直到另一个线程调用notify()/notifyAll()通知；得到通知后线程进入锁定池等待锁定。

**构造方法：**  
Condition(\[lock/rlock\])

**实例方法：**  
acquire(\[timeout\])/release(): 调用关联的锁的相应方法。  
wait(\[timeout\]): 调用这个方法将使线程进入Condition的等待池等待通知，并释放锁。使用前线程必须已获得锁定，否则将抛出异常。  
notify(): 调用这个方法将从等待池挑选一个线程并通知，收到通知的线程将自动调用acquire()尝试获得锁定（进入锁定池）；其他线程仍然在等待池中。调用这个方法不会释放锁定。使用前线程必须已获得锁定，否则将抛出异常。  
notifyAll(): 调用这个方法将通知等待池中所有的线程，这些线程都将进入锁定池尝试获得锁定。调用这个方法不会释放锁定。使用前线程必须已获得锁定，否则将抛出异常。

例子是很常见的生产者/消费者模式：

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> 
    <div>
      3 
    </div> 
    <div>
      4 
    </div> 
    <div>
      5 
    </div> 
    <div>
      6 
    </div> 
    <div>
      7 
    </div> 
    <div>
      8 
    </div> 
    <div>
      9 
    </div> 
    <div>
      10 
    </div> 
    <div>
      11 
    </div> 
    <div>
      12 
    </div> 
    <div>
      13 
    </div> 
    <div>
      14 
    </div> 
    <div>
      15 
    </div> 
    <div>
      16 
    </div> 
    <div>
      17 
    </div> 
    <div>
      18 
    </div> 
    <div>
      19 
    </div> 
    <div>
      20 
    </div> 
    <div>
      21 
    </div> 
    <div>
      22 
    </div> 
    <div>
      23 
    </div> 
    <div>
      24 
    </div> 
    <div>
      25 
    </div> 
    <div>
      26 
    </div> 
    <div>
      27 
    </div> 
    <div>
      28 
    </div> 
    <div>
      29 
    </div> 
    <div>
      30 
    </div> 
    <div>
      31 
    </div> 
    <div>
      32 
    </div> 
    <div>
      33 
    </div> 
    <div>
      34 
    </div> 
    <div>
      35 
    </div> 
    <div>
      36 
    </div> 
    <div>
      37 
    </div> 
    <div>
      38 
    </div> 
    <div>
      39 
    </div> 
    <div>
      40 
    </div> 
    <div>
      41 
    </div> 
    <div>
      42 
    </div> 
    <div>
      43 
    </div> 
    <div>
      44 
    </div> 
    <div>
      45 
    </div> 
    <div>
      46 
    </div> 
    <div>
      47 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code># encoding: UTF-8</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> threading</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> time</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 商品</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>product </code> 
      <code>=</code> 
      <code>None</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code># 条件变量</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>con </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Condition()</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 生产者方法</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> produce():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>global</code> 
      <code>product</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>con.acquire():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>while</code> 
      <code>True</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>product </code> 
      <code>is</code> 
      <code> None</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'produce...'</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>product </code> 
      <code>=</code> 
      <code>'anything'</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 通知消费者，商品已经生产</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>con.notify()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 等待通知</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>con.wait()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>time.sleep(</code> 
      <code>2</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code># 消费者方法</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> consume():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>global</code> 
      <code>product</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>con.acquire():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>while</code> 
      <code>True</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>product </code> 
      <code>is</code> 
      <code> not</code> 
      <code>None</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'consume...'</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>product </code> 
      <code>=</code> 
      <code>None</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 通知生产者，商品已经没了</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>con.notify()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code>&nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code># 等待通知</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>con.wait()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>time.sleep(</code> 
      <code>2</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>t1 </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Thread(target</code> 
      <code>=</code> 
      <code>produce)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>t2 </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Thread(target</code> 
      <code>=</code> 
      <code>consume)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>t2.start()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>t1.start()</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 3.5. Semaphore/BoundedSemaphore ###

Semaphore（信号量）是计算机科学史上最古老的同步指令之一。Semaphore管理一个内置的计数器，每当调用acquire()时-1，调用release() 时+1。计数器不能小于0；当计数器为0时，acquire()将阻塞线程至同步锁定状态，直到其他线程调用release()。

基于这个特点，Semaphore经常用来同步一些有“访客上限”的对象，比如连接池。

BoundedSemaphore 与Semaphore的唯一区别在于前者将在调用release()时检查计数器的值是否超过了计数器的初始值，如果超过了将抛出一个异常。

**构造方法：**  
Semaphore(value=1): value是计数器的初始值。

**实例方法：**  
acquire(\[timeout\]): 请求Semaphore。如果计数器为0，将阻塞线程至同步阻塞状态；否则将计数器-1并立即返回。  
release(): 释放Semaphore，将计数器+1，如果使用BoundedSemaphore，还将进行释放次数检查。release()方法不检查线程是否已获得 Semaphore。

[?][Link 1]

### 3.6. Event ###

Event（事件）是最简单的线程通信机制之一：一个线程通知事件，其他线程等待事件。Event内置了一个初始为False的标志，当调用set()时设为True，调用clear()时重置为 False。wait()将阻塞线程至等待阻塞状态。

Event其实就是一个简化版的 Condition。Event没有锁，无法使线程进入同步阻塞状态。

**构造方法：**  
Event()

**实例方法：**  
isSet(): 当内置标志为True时返回True。  
set(): 将标志设为True，并通知所有处于等待阻塞状态的线程恢复运行状态。  
clear(): 将标志设为False。  
wait(\[timeout\]): 如果标志为True将立即返回，否则阻塞线程至等待阻塞状态，等待其他线程调用set()。

[?][Link 1]

### 3.7. Timer ###

Timer（定时器）是Thread的派生类，用于在指定时间后调用一个方法。

**构造方法：**  
Timer(interval, function, args=\[\], kwargs=\{\})  
interval: 指定的时间  
function: 要执行的方法  
args/kwargs: 方法的参数

**实例方法：**  
Timer从Thread派生，没有增加实例方法。

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> 
    <div>
      3 
    </div> 
    <div>
      4 
    </div> 
    <div>
      5 
    </div> 
    <div>
      6 
    </div> 
    <div>
      7 
    </div> 
    <div>
      8 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code># encoding: UTF-8</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> threading</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> func():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>'hello timer!'</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>timer </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Timer(</code> 
      <code>5</code> 
      <code>, func)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>timer.start()</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 3.8. local ###

local是一个小写字母开头的类，用于管理 thread-local（线程局部的）数据。对于同一个local，线程无法访问其他线程设置的属性；线程设置的属性不会被其他线程设置的同名属性替换。

可以把local看成是一个“线程-属性字典”的字典，local封装了从自身使用线程作为 key检索对应的属性字典、再使用属性名作为key检索属性值的细节。

[?][Link 1]

熟练掌握Thread、Lock、Condition就可以应对绝大多数需要使用线程的场合，某些情况下local也是非常有用的东西。本文的最后使用这几个类展示线程基础中提到的场景：

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> 
    <div>
      3 
    </div> 
    <div>
      4 
    </div> 
    <div>
      5 
    </div> 
    <div>
      6 
    </div> 
    <div>
      7 
    </div> 
    <div>
      8 
    </div> 
    <div>
      9 
    </div> 
    <div>
      10 
    </div> 
    <div>
      11 
    </div> 
    <div>
      12 
    </div> 
    <div>
      13 
    </div> 
    <div>
      14 
    </div> 
    <div>
      15 
    </div> 
    <div>
      16 
    </div> 
    <div>
      17 
    </div> 
    <div>
      18 
    </div> 
    <div>
      19 
    </div> 
    <div>
      20 
    </div> 
    <div>
      21 
    </div> 
    <div>
      22 
    </div> 
    <div>
      23 
    </div> 
    <div>
      24 
    </div> 
    <div>
      25 
    </div> 
    <div>
      26 
    </div> 
    <div>
      27 
    </div> 
    <div>
      28 
    </div> 
    <div>
      29 
    </div> 
    <div>
      30 
    </div> 
    <div>
      31 
    </div> 
    <div>
      32 
    </div> 
    <div>
      33 
    </div> 
    <div>
      34 
    </div> 
    <div>
      35 
    </div> 
    <div>
      36 
    </div> 
    <div>
      37 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code># encoding: UTF-8</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> threading</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>alist </code> 
      <code>=</code> 
      <code>None</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>condition </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Condition()</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> doSet():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>condition.acquire():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>while</code> 
      <code>alist </code> 
      <code>is</code> 
      <code> None</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>condition.wait()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>for</code> 
      <code>i </code> 
      <code>in</code> 
      <code> range</code> 
      <code>(</code> 
      <code>len</code> 
      <code>(alist))[::</code> 
      <code>-</code> 
      <code>1</code> 
      <code>]:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>alist[i] </code> 
      <code>=</code> 
      <code>1</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>condition.release()</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> doPrint():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>condition.acquire():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>while</code> 
      <code>alist </code> 
      <code>is</code> 
      <code> None</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>condition.wait()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>for</code> 
      <code>i </code> 
      <code>in</code> 
      <code> alist:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>i,</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>condition.release()</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>def</code> 
      <code> doCreate():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>global</code> 
      <code>alist</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>condition.acquire():</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>if</code> 
      <code>alist </code> 
      <code>is</code> 
      <code> None</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>alist </code> 
      <code>=</code> 
      <code>[</code> 
      <code>0</code> 
      <code>for</code> 
      <code>i </code> 
      <code>in</code> 
      <code>range</code> 
      <code>(</code> 
      <code>10</code> 
      <code>)]</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>condition.notifyAll()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>condition.release()</code> 
     </div> 
     <div>
       &nbsp; 
     </div> 
     <div> 
      <code>tset </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Thread(target</code> 
      <code>=</code> 
      <code>doSet,name</code> 
      <code>=</code> 
      <code>'tset'</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>tprint </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Thread(target</code> 
      <code>=</code> 
      <code>doPrint,name</code> 
      <code>=</code> 
      <code>'tprint'</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>tcreate </code> 
      <code>=</code> 
      <code>threading.Thread(target</code> 
      <code>=</code> 
      <code>doCreate,name</code> 
      <code>=</code> 
      <code>'tcreate'</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>tset.start()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>tprint.start()</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>tcreate.start()</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[Python]: http://www.cnblogs.com/huxi/archive/2010/06/26/1765808.html
[thread_stat_simple]: /images/20220316/5a869566a150487fb289107e35c48193.png
[thread_lock]: /images/20220316/eecfc9e3bacf413a8299ab7dd673b80e.png
[thread_condition_wait]: /images/20220316/d5c24b92b44b46248f04bee248cd8066.png
[thread_condition_notify]: /images/20220316/79267b90c1e3462c9ccd7f59ecce86cb.png
[thread_stat]: /images/20220316/799a2b423f9e45399b3c375e629cf568.png
[Link 1]: http://www.cnblogs.com/huxi/archive/2010/06/26/1765808.html#