Python之路(第四十二篇)线程相关的其他方法、join()、Thread类的start()和run()方法的区别、守护线程

一、线程相关的其他方法

  Thread实例对象的方法
    # isAlive(): 返回线程是否活动的。
    # getName(): 返回线程名。
    # setName(): 设置线程名。
  ​
  threading模块提供的一些方法：
    # threading.currentThread(): 返回当前的线程对象。
    # 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个数，与len(threading.enumerate())有相同的结果。
    #threading.main_thread()      返回主线程对象
    #threading.get_ident()        返回当前线程的ID，非0整数

　　

例子

  ​

  import time
  import threading
  ​
  def func(arg):
      time.sleep(1)
      print(arg,threading.current_thread(),threading.get_ident()) #threading.current_thread() 获取当前进程对象，
      # threading.get_ident(）获取当前线程号
  ​
  for i in range(10):
      threading.Thread(target=func,args=(i,)).start()
  print("线程数量统计",threading.active_count()) #统计当前线程数量
  threading.current_thread().setName("主线程") #设置线程名字
  print(threading.current_thread().isAlive()) #线程是不是活动的
  print("当前线程",threading.current_thread())
  print("获取当前线程名字",threading.current_thread().getName())
  print("线程变量列表",threading.enumerate()) #以列表的形式显示当前所有的线程变量

　　

二、线程的join（）

与进程的join方法作用类似，线程的 join方法的作用是阻塞，等待子线程结束，join方法有一个参数是timeout，即如果主线程等待timeout，子线程还没有结束，则主线程强制结束子线程。

但是python 默认参数创建线程后，不管主线程是否执行完毕，都会等待子线程执行完毕才一起退出，有无join结果一样。进程没有join（）则在执行主进程完后直接退出，而主线程是等待子线程执行完毕才一起退出。

  import threading
  import time
  ​
  def func(n):
      time.sleep(2)
      print("线程是%s"%n)
      global g
      g = 0
      print(g)
  ​
  if __name__ == '__main__':
      g = 100
      t_l = []
      for i in range(5):
          t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
          t.start()
          t_l.append(t)
      print("线程数量统计1--", threading.active_count())  # 统计当前线程数量，结果是6,5个子线程加1个主线程
  ​
      for t in t_l:
          t.join()
  ​
      print('结束了')
      print("线程数量统计2--", threading.active_count())  # 统计当前线程数量，结果是1，只有一个主线程

　　

三、Thread类的start()和run()方法的区别

start()

  import threading
  import time
  ​
  ​
  def add(x, y):
      for _ in range(5): # _解压序列赋值,_代表不用关心的元素
          time.sleep(0.5)
          print("x+y={}".format(x + y))
  ​
  ​
  class MyThread(threading.Thread):
      def start(self):
          print('start-----')
          super().start() # 调用父类的start()和run()方法
  ​
      def run(self):
          print('run-----')
          super().run()  # 调用父类的start()和run()方法
  ​
  ​
  t = MyThread(target=add, name="MyThread", args=(1, 2))
  t.start()
  # t.run()
  print("====end===")

　　

执行结果：

  start-----
  run-----
  ====end===
  x+y=3
  x+y=3
  x+y=3
  x+y=3
  x+y=3

　　

分析：可以看出start()方法会先运行start()方法，再运行run()方法。

从源码简单追踪下start()的调用过程：

  1、 def start(self):
          print('start-----')
          super().start() # 调用父类的start()和run()方法
  ​
  ​
  2、def start(self): #父类的start（）
      _start_new_thread(self._bootstrap, ())
      #执行_start_new_thread找到_start_new_thread，再次找到_thread.start_new_thread，这里是pass
      #下一步获取self._bootstrap值找到def _bootstrap，通过self._bootstrap_inner()，最后执行了      #self.run()
      ....

  3、_start_new_thread = _thread.start_new_thread

  4、def start_new_thread(function, args, kwargs=None):
      pass

  5、def _bootstrap(self):
      self._bootstrap_inner()

  6、def _bootstrap_inner(self):
      ....
      try:
          self.run()#最终start()方法调用了run()方法
      except SystemExit:
          pass

　　

run()

  import threading
  import time
  ​
  ​
  def add(x, y):
      for _ in range(5): # _解压序列赋值,_代表不用关心的元素
          time.sleep(0.5)
          print("x+y={}".format(x + y))
  ​
  ​
  class MyThread(threading.Thread):
      def start(self):
          print('start-----')
          super().start() # 调用父类的start()和run()方法
  ​
      def run(self):
          print('run-----')
          super().run()  # 调用父类的start()和run()方法
  ​
  ​
  t = MyThread(target=add, name="MyThread", args=(1, 2))
  # t.start()
  t.run()
  print("====end===")

　　

执行结果：

  run-----
  x+y=3
  x+y=3
  x+y=3
  x+y=3
  x+y=3
  ====end===

　　

分析：运行线程的run()方法只能调用到run()方法。

从源码简单追踪下runt()的调用过程：

  1、def run(self):
      print('run-----')
      super().run()  # 调用父类的start()和run()方法
  ​
  2、def __init__(self, group=None, target=None, name=None,
                   args=(), kwargs=None, *, daemon=None):
      self._target = target #这里的_target是个子线程的函数名
      self._args = args
      self._kwargs = kwargs
      ....

  3、def run(self):
      if self._target:
          self._target(*self._args, **self._kwargs) #这里就直接执行了这个函数

　　

分析：target是我们传入的目标函数，run()方法其实就类似一个装饰器，最终还是将args 和kwargs 参数传入目标函数运行，返回结果。

继续分析：

start()

  import threading
  import time
  ​
  ​
  def func(n):
      time.sleep(2)
      print("线程是%s" % n)
      print('子线程的ID号A', threading.current_thread().ident)
      global g
      g = 0
      print('子线程中的g', g)
  ​
  ​
  class Mythread(threading.Thread):
  ​
      def __init__(self, arg, *args, **kwargs):
          super().__init__(*args, **kwargs)
          self.arg = arg
  ​
      def start(self):
          print('start-----')
          super().start()  # 调用父类的start()和run()方法
  ​
      def run(self):
          print('run-----')
          print("类中的子线程", self.arg)
          super().run()
          print('子线程的ID号B',threading.current_thread().ident)
  ​
  ​
  if __name__ == '__main__':
      g = 100
      t1 = Mythread('hello', target=func, name="MyThread", args=('nick',))
      # 第一个参数是用在Mythread类中的，后面的3个参数用在创建的func子线程中，args必须是可迭代的
      # 这里的func也可以直接写在Mythread中的run()里，这时这里的run()不用再继承父类的run()
      t1.start()
      #t1.run()
      print('主线程中的g', g)
      print('主线程的ID号---', threading.current_thread().ident)

　　

执行结果

  start-----
  run-----
  类中的子线程 hello
  线程是nick
  子线程的ID号A 19672
  子线程中的g 0
  子线程的ID号B 19672
  主线程中的g 0
  主线程的ID号--- 12056

　　

分析：可以看到这里有主进程有子线程func()和mythread.run()属于同一子线程，因为mythread.run()继承父类的run()最终还是要执行func()函数的，这里只是在对象中多写了几行。

run（）

  import threading
  import time
  ​
  ​
  def func(n):
      time.sleep(2)
      print("线程是%s" % n)
      print('子线程的ID号A', threading.current_thread().ident)
      global g
      g = 0
      print('子线程中的g', g)
  ​
  ​
  class Mythread(threading.Thread):
  ​
      def __init__(self, arg, *args, **kwargs):
          super().__init__(*args, **kwargs)
          self.arg = arg
  ​
      def start(self):
          print('start-----')
          super().start()  # 调用父类的start()和run()方法
  ​
      def run(self):
          print('run-----')
          print("类中的子线程", self.arg)
          super().run()
          print('子线程的ID号B',threading.current_thread().ident)
  ​
  ​
  if __name__ == '__main__':
      g = 100
      t1 = Mythread('hello', target=func, name="MyThread", args=('nick',))
      # 第一个参数是用在Mythread类中的，后面的3个参数用在创建的func子线程中，args必须是可迭代的
      # 这里的func也可以直接写在Mythread中的run()里，这时这里的run()不用再继承父类的run()
      # t1.start()
      t1.run()
      print('主线程中的g', g)
      print('主线程的ID号---', threading.current_thread().ident)

　　

执行结果

  run-----
  类中的子线程 hello
  线程是nick
  子线程的ID号A 18332
  子线程中的g 0
  子线程的ID号B 18332
  主线程中的g 0
  主线程的ID号--- 18332

　　

分析：这可以看到，程序竟然只有有个线程，那就是主线程。

例子

  import threading
  # 定义准备作为子线程action函数
  def action(max):
      for i in range(max):
          # 直接调用run()方法时，Thread的name属性返回的是该对象的名字
          # 而不是当前线程的名字
          # 使用threading.current_thread().name总是获取当前线程的名字
          print(threading.current_thread().name +  " " + str(i))  # ①
  for i in range(100):
      # 调用Thread的currentThread()方法获取当前线程
      print(threading.current_thread().name +  " " + str(i))
      if i == 20:
          # 直接调用线程对象的run()方法
          # 系统会把线程对象当成普通对象，把run()方法当成普通方法
          # 所以下面两行代码并不会启动两个线程，而是依次执行两个run()方法
          threading.Thread(target=action,args=(100,)).run()
          threading.Thread(target=action,args=(100,)).run()

　　

上面程序在创建线程对象后，直接调用了线程对象的 run() 方法，程序运行的结果是整个程序只有一个主线程。还有一点需要指出，如果直接调用线程对象的 run() 方法，则在 run() 方法中不能直接通过 name 属性（getName() 方法）来获取当前执行线程的名字，而是需要使用 threading.current_thread() 函数先获取当前线程，然后再调用线程对象的 name 属性来获取线程的名字。

通过上面程序不难看出，启动线程的正确方法是调用 Thread 对象的 start() 方法，而不是直接调用 run() 方法，否则就变成单线程程序了。

需要指出的是，在调用线程对象的 run() 方法之后，该线程己经不再处于新建状态，不要再次调用线程对象的 start() 方法。

注意，只能对处于新建状态的线程调用 start() 方法。也就是说，如果程序对同一个线程重复调用 start() 方法，将引发 RuntimeError 异常。

总结：

从上面四个小例子，我们可以总结出：

• start() 方法是启动一个子线程

• run() 方法并不启动一个新线程，就是在主线程中调用了一个普通函数而已。

因此，如果你想启动多线程，就必须使用start()方法。

四、守护线程

​ 守护线程会在"该进程内所有非守护线程全部都运行完毕后,守护线程才会挂掉"。并不是主线程运行完毕后守护线程挂掉。这一点是和守护进程的区别之处！

需要强调的是：运行完毕并非终止运行**。

无论是进程还是线程，都遵循：守护xxx会等待xxx运行完毕后被销毁

进程与线程的守护进（线）程对比

• 对主进程来说，运行完毕指的是主进程代码运行完毕

• 对主线程来说，运行完毕指的是主线程所在的进程内所有非守护线程统统运行完毕，主线程才算运行完毕

守护进程：主进程代码运行完毕，守护进程也就结束                  （守护的是主进程）

主进程要等非守护进程都运行完毕后再回收子进程的资源（否则会产生僵尸进程）才结束

主进程等子进程是因为主进程要给子进程收尸（代用wait方法向操作系统发起回收资源信号（pid号，状态信息））

守护线程：非守护线程代码运行完毕，守护线程也就结束           （守护的是非守护线程）

主线程在其他非守护线程运行完毕后才算结束（主线程的结束意味着进程的结束，守护线程在此时就会被回收）

强调：主线程也是非守护线程（进程包含了线程）

总结：

1. 主线程活着的时候，守护线程才会存活。主线程结束后，守护线程会自动被杀死结束运行。

2. 主线程需等所有非守护线程退出后才会退出，如果想要结束非守护线程，我们必须手动找出非守护线程将其杀死。

实例

主线程启动两个子线程：

• 子线程0-守护线程，运行10秒退出

• 子线程1-非守护线程，运行1秒退出。

根据我们上面的总结，我们会知道：

• 主线程启动完子线程，等待所有非守护线程运行

• 非守护子线程1运行1秒退出

• 此时没有非守护线程运行，主线程退出

• 子线程0虽然任务还未完成，但是它是守护线程，会紧跟主线程退出。

例子

  # 守护线程
  from threading import Thread
  import time
  ​
  def func1():
      while True:
          print("in func1")
          time.sleep(5)
  ​
  def func2():
      print("in func2")
      time.sleep(1)
  ​
  t1 = Thread(target=func1,)
  t1.daemon = True
  t1.start()
  t2 = Thread(target=func2,)
  t2.start()
  print("主进程")

　　

分析：这里的t1线程作为守护线程一定是执行不完的，因为其他非守护线程很快执行完了，主线程就要结束了，主线程结束进程要回收资源，所以t1作为守护线程马上会被结束掉。

例子2

  ​
  from threading import Thread
  import time
  def foo():
      print(123)
      time.sleep(1)
      print("end123")
  ​
  def bar():
      print(456)
      time.sleep(3)
      print("end456")

  t1=Thread(target=foo)
  t2=Thread(target=bar)
  ​
  t1.daemon=True
  t1.start()
  t2.start()
  print("主线程-------")

　　

分析：虽然这里设置了t1是守护线程，但是由于t1线程运行的时间较短，所以这里的守护线程会完成运行，不会出现运行一半程序直接退出的情况。