Python多线程threading join和守护线程setDeamon原理详解

Python多线程基础与共享内存机制

在同一进程内，多个线程共享相同的内存数据空间，线程之间不存在主次之分，彼此可以相互操作。CPU实际执行的是线程任务，程序默认会启动一个主线程。进程则是程序代码及其相关资源的集合体。在某些特定场景下，利用多线程技术可以有效提升程序的执行效率。接下来将对多线程的基础知识进行简要说明。

简单的多线程实现示例

import threading, time

def test1(x):
  time.sleep(5)
  print(x**x)

#下面定义两个线程调用test1这个函数,创建多线程使用如下语法，target后面跟函数名，args传递实参，实参需要以元组形式传递
start_time = time.time()
t1 = threading.Thread(target=test1, args=(5,))
t2 = threading.Thread(target=test1, args=(6,))
#启动多线程
t1.start()
t2.start()
end_time = time.time()
total_time = end_time - start_time
print("two Thread used %s time"%total_time) #由于使用多线程，t1 t2启动以后并不会等待期执行完程序才继续往后走，因为主程序就是主线程和t1 t2是并行执行的，主程序执行到此t1 t2并未运行完成

time.sleep(6)
#多线程启动数量比较多时可以使用for循环,多线程并行执行，打印的结果有可能不是按照启动顺序来打印的
for i in range(5):
  t3 = threading.Thread(target=test1, args=(i,))
  t3.start()
time.sleep(6)

主线程等待非主线程执行完毕才继续执行 join方法

#有些情况主线程需要子线程执行完毕后，有可能是将数据处理完毕后才执行接下来的主线程的东西
start_time1 = time.time()
tl = [] #将多线程的对象存起来，用于后面join方法
for i in range(5):
  t4 = threading.Thread(target=test1, args=(i,))
  t4.start()
  tl.append(t4)
for t in tl: #将多线程并发join，参加join的子线程执行完毕后才继续执行下面的主线程。
  t.join()
end_time1 = time.time()
total_time1 = end_time1 - start_time1
print(total_time1) #此次执行时间大约就是5s

#如果多个子线程一些join一些没有join主线程怎么处理？？？部分子线程join主线程会等join时间最长的子线程结束后才继续，未参与join的子线程仍然和主线程并行运行
t5 = threading.Thread(target=test1, args=(5,))
t6 = threading.Thread(target=test1, args=(6,))
t5.start()
t6.start()
t5_join_start_time = time.time()
t5.join()
time.sleep(10)
t5_join_end_time = time.time()
print("t5 join time is %s"%(t5_join_end_time - t5_join_start_time)) #实际耗时15s

守护线程 setDeamon

#守护进程，即主线程结束以后所有的其它线程也立即结束，不用等其它线程执行完毕；正常情况即使没加join主线程执行完毕当其它线程未执行完毕程序也不会退出，必须等待所有线程执行完毕程序才结束，类似主程序在末尾有默认的join
def test1(x):
  time.sleep(5)
  print("i an other Thread",x**x)

for i in range(5):
  t = threading.Thread(target=test1, args=(i,))
  t.setDaemon(True)
  t.start()

print("Main Thread is done") #整个程序结束，不会等待守护线程打印操作执行完毕就直接结束了

递归锁 Rlock

#递归锁，一个锁里面嵌套着锁，如果不使用递归锁会导致释放锁逻辑错误，整个程序就跑偏了；使用递归锁后程序会维护一个加锁 解锁的数据结构，保证释放锁不会出问题
lock = threading.Lock()
def test2():
  lock.acquire()
  print("this is test2")
  lock.release()

def test3():
  lock.acquire()
  print("this is test3")
  lock.release()

def test4():
  lock.acquire()
  test2()
  print("this is test4")
  test3()
  lock.release()

rlock_test = threading.Thread(target=test4)
rlock_test.start()

while threading.active_count() != 1:
  print("current thread count is",threading.active_count()) #整个程序一直在打印有两个线程，非主线程的锁嵌套出问题导致无法退出，整个程序卡死
  time.sleep(1)

将lock = threading.Lock()修改为lock = threading.RLock()整个程序就能正常结束；正常结束的输出如下

this is test2 this is test4 current thread count is 2 this is test3

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