深度說明Python主線程銷毀子線程過程
在處理完成后,Python主線程將銷毀線程,其實Python主線程的銷毀與子線程的銷毀是不同的,因為主線程的銷毀動作必須要通過銷毀Python的運行環境才可以生效,而子線程的銷毀則不需要進行這些動作。
Python首先會通過PyThreadState_Clear清理當前線程所對應的線程狀態對象。所謂清理,實際上比較簡單,就是對線程狀態對象中維護的東西進行引用計數的維護。隨后,Python釋放GIL,釋放GIL的操作是在PyThreadState_DeleteCurrent中完成的。
在PyThreadState_DeleteCurrent中,首先會刪除當前的線程狀態對象,然后通過PyEval_ReleaseLock釋放GIL。Python在函數PyThreadState_DeleteCurrent完成了絕大部分線程的銷毀動作,剩下的PyThread_exit_thread是一個平臺相關的操作,完成各個平臺上不同的銷毀原生線程的工作。在Win32下,實際上就是調用_endthread。
我們知道,Python的線程在GIL的控制之下,線程之間,對整個Python解釋器,對Python提供的C API的訪問,都是互斥的,這可以看作是Python內核級的互斥機制。但是這種互斥是我們不能控制的,我們還需要另一種可控的互斥機制——用戶級互斥。內核級通過GIL實現的互斥保護了內核的共享資源,同樣,用戶級互斥保護了用戶程序中的共享資源。考慮下面的例子:
- [thread2.py]
- import thread
- import time
- input = None
- lock = thread.allocate_lock()
- def threadProc():
- while True:
- print 'sub thread id : ', thread.get_ident()
- print 'sub thread %d wait lock...' % thread.get_ident()
- lock.acquire()
- print 'sub thread %d get lock...' % thread.get_ident()
- print 'sub thread %d receive input : %s' % (thread.get_ident(), input)
- print 'sub thread %d release lock...' % thread.get_ident()
- lock.release()
- time.sleep(1)
- thread.start_new_thread(threadProc, ())
- print 'main thread id : ', thread.get_ident()
- while True:
- print 'main thread %d wait lock...' % thread.get_ident()
- lock.acquire()
- print 'main thread %d get lock...' % thread.get_ident()
- input = raw_input()
- print 'main thread %d release lock...' % thread.get_ident()
- lock.release()
- time.sleep(1)
在thread2.py中,有一個Python主線程和子線程之間共享的變量input。這個input是用戶的輸入,Python主線程接收輸入,而子線程打印用戶輸入。為了保證子線程在用戶輸入之后才激活打印動作,thread2.py使用了Python線程機制提供的Lock機制來實現同步動作,這實際上也可以視為線程之間的互斥。
當主線程通過lock.acquire獲得lock之后,將獨享對input的訪問權利。子線程會因為等待lock而將自身掛起,直到主線程釋放lock之后才會被Python的線程調度機制喚醒,獲得訪問input的權力。注意,這里主線程需要使用sleep使自身掛起,才能觸發Python的線程調度,使得子線程獲得運行的機會。而這時主線程由于等待lock,同樣會將自身掛起,不能再訪問input。#t#
于是,自始至終,每一個線程都能控制自己對input的使用,不用擔心別的線程破壞input的狀態。這種機制給了用戶控制線程之間交互的能力,是Python中實現線程互斥和同步的核心。
在本節中,我們將詳細剖析Python中Lock機制的實現,有了前面關于Python中線程實現的基礎,你會發現,Lock機制的實現真的可以用順其自然來形容。在進入Lock機制的實現之前,我們先來看看thread2.py的輸出結果,以對Lock機制有一個感性的認識。