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如何創建Python多線程環境

開發 后端
Python多線程環境是為了同步完成多項任務,不是為了提高運行效率,而是為了提高資源使用效率來提高系統的效率。線程是在同一時間需要完成多項任務的時候實現的。

Python里,進程和線程都是操作系統的概念,在這種線程模型中,一個進程中只能有一個線程,剩下的進程必須等待當前的線程執行完,下文進行詳細說明介紹解析。

Python的thread module所提供的接口中,一定不能少的肯定是創建線程的接口,倘若沒有這個接口,生活還有什么意義呢J?在上面的thread1.py中,我們正是通過其提供的start_new_thread創建了一個嶄新的線程。好,我們就進入這個start_new_ thread,看看Python是如何進行創世紀的工作的。

  1. [threadmodule.c]  
  2.  
  3. static PyObject* thread_PyThread_start_new_thread(PyObject *self, PyObject  
  4.  
  5.   *fargs)  
  6.  
  7. {  
  8.  
  9.     PyObject *func, *args, *keyw = NULL;  
  10.  
  11.     struct bootstate *boot;  
  12.  
  13.     long ident;  
  14.  
  15.     PyArg_UnpackTuple(fargs, "start_new_thread", 2, 3, &func, &args,  
  16.  
  17.       &keyw);  
  18.  
  19.     //[1]:創建bootstate結構  
  20.  
  21.     boot = PyMem_NEW(struct bootstate, 1);  
  22.  
  23.     boot->interp = PyThreadState_GET()->interp;  
  24.  
  25.     boot->funcfunc = func;  
  26.  
  27.     boot->argsargs = args;  
  28.  
  29.     boot->keywkeyw = keyw;  
  30.  
  31.     //[2]:初始化多線程環境  
  32.  
  33.     PyEval_InitThreads(); /* Start the interpreter's thread-awareness */  
  34.  
  35.     //[3]:創建線程  
  36.  
  37.     ident = PyThread_start_new_thread(t_bootstrap, (void*) boot);  
  38.  
  39.     return PyInt_FromLong(ident);  
  40.  

代碼清單15-1的[1]、[2]和[3]分別有如下含義:

[1]  創建并初始化bootstate結構boot,在boot中,將保存關于線程的一切信息,如:線程過程,線程過程的參數等。

[2]  初始化Python多線程環境

[3]  以boot為參數,創建操作系統的原生線程。

在代碼清單15-1的[1]中,我們注意到boot->interp中保存了Python的PyInter- preterState對象,這個對象中攜帶了Python的module pool這樣的全局信息,Python中所有的thread都會共享這些全局信息。關于代碼清單15-1的[2]處所示的多線程環境的初始化動作,有一點需要特別說明,當Python啟動時,是并不支持多線程的。

換句話說,Python中支持多線程的數據結構以及GIL都是沒有創建的,Python之所以有這種行為是因為大多數的Python程序都不需要多線程的支持。假如一個簡單地統計詞頻的Python腳本中居然出現了多線程,面對這樣的代碼,我們一定都會抓狂的J。#t#

對多線程的支持并非是沒有代價的,最簡單的一點,如果激活多線程機制,而執行的Python程序中并沒有多線程,那么在100條指令之后,Python虛擬機同樣會激活線程的調度。而如果不激活多線程,Python多線程環境虛擬機則不用做這些無用功。所以Python選擇了讓用戶激活多線程機制的策略。在Python虛擬機啟動時。

多線程機制并沒有被激活,它只支持單線程,一旦用戶調用thread.start_new_thread,明確指示Python虛擬機創建新的線程。Python就能意識到用戶需要多線程的支持,這個時候,Python多線程環境會自動建立多線程機制需要的數據結構、環境以及那個至關重要的GIL。

責任編輯:chenqingxiang 來源: 博客園
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