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Python线程操作问题举例分析

2023-06-17 16:28

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这篇文章主要介绍“Python线程操作问题举例分析”,在日常操作中,相信很多人在Python线程操作问题举例分析问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”Python线程操作问题举例分析”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!

比如考虑一个最简单的情形,在某种情况下,每个线程都需要访问线程状态对象中所保存的thread_id信息,显然,线程A获得的应该是A的thread_id,线程B亦然。倘若线程A获得的是B的thread_id,那就坏菜了。这就意味着Python线程内部必须有一套机制,这套机制与操作系统管理进程的机制非常类似。

我们知道,在操作系统从进程A切换到进程B时,首先会保存进程A的上下文环境,再进行切换;当从进程B切换回进程A时,又会恢复进程A的上下文环境,这样就保证了进程A始终是在属于自己的上下文环境中运行。

这里的线程状态对象就等同于进程的上下文,Python同样会有一套存储、恢复线程状态对象的机制。同时,在Python内部,维护着一个全局变量:PyThreadState * _PyThread- State_Current。当前活动线程所对应的线程状态对象就保存在这个变量里,当Python调度线程时。会将被激活的线程所对应的线程状态对象赋给_PyThreadState_Current,使其始终保存着活动线程的状态对象。

这就引出了这样的一个问题:Python如何在调度进程时,获得被激活线程对应的状态对象?Python内部会通过一个单向链表来管理所有的Python线程的状态对象。当需要寻找一个线程对应的状态对象时,就遍历这个链表,搜索其对应的状态对象。在此后的描述中,我们将这个链表称为“状态对象链表”。

下面我们来看一看实现这个机制的关键数据结构。PyThread_create_key将创建一个新的key。注意,这里的key都是一个整数。而且,当PyThread_create_key***次被调用时(在_PyGILState_Init中的调用正是***次调用),会通过PyThread_allcate_lock创建一个keymutex。

根据我们前面的分析,这个keymutex实际上和GIL一样,都是一个PNRMUTEX结构体,而在这个结构体中,维护着一个Win32下的Event内核对象。这个keymutex的功能就是用来互斥对状态对象链表的访问。在_PyGILState_Init中,创建的新key被Python维护的全局变量autoTLSkey接收,其中的TLS是Thread Local Store的缩写。

这个autoTLSkey将用作Python线程保存所有线程的状态对象的一个参数,即是图15-6中的key值。也就是说,状态对象列表中所有key结构体中的key值都会是autoTLSkey。哎,那位看官说了,你看PyThread_create_key返回的是nkeys的递增后的值啊,就是说每create一次,得到的结果都是不同的。

怎么能说所有的key都是一样的呢?事实上,在整个Python的源码中,PyThread_create_key只在_PyGILState_Init中被调用了,而这个_PyGILState_Init只会在Python运行时环境初始化时调用一次。

Python线程操作问题举例分析

那么如何区分哪个线程对应哪个状态对象呢,别忘了,我们还有线程id呢。图15-6中的id存储的正是各个线程的id,根据这个id,显然可以区分不同的线程了。那么图中的key看上去就有点多此一举了,实际上,图15-6中所示的链表结构并非是纯的状态对象链表。

在一个key结构体的value域存储的不是线程的状态对象,而是与线程相关的其他对象时,这个key值就有意义了。假如我们将一种状态对象设为S,而另一种对象设为O,在图15-6所示的链表中,存在着两个与某个线程A相关的key结构体。

显然,对于这两个key结构体,id域是完全一致的,那么当我们需要从这个链表中取出对象O,而并非S时,该用什么来区分O和S呢?正是这个key值。所以实际上在Python中,与每个线程相关的对象可能有多种,而每一种对象都会对应一个key值,这个key值将会被所有的线程在存储这种对象时共享。

到此,关于“Python线程操作问题举例分析”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注编程网网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!

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