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淺析Python多線程下的變量問題

 更新時間:2015年04月28日 15:49:31   作者:廖雪峰  
這篇文章主要介紹了Python多線程下的變量問題,由于GIL的存在,Python的多線程編程問題一直是開發(fā)者中的熱點話題,需要的朋友可以參考下

在多線程環(huán)境下,每個線程都有自己的數(shù)據(jù)。一個線程使用自己的局部變量比使用全局變量好,因為局部變量只有線程自己能看見,不會影響其他線程,而全局變量的修改必須加鎖。

但是局部變量也有問題,就是在函數(shù)調(diào)用的時候,傳遞起來很麻煩:

def process_student(name):
  std = Student(name)
  # std是局部變量,但是每個函數(shù)都要用它,因此必須傳進去:
  do_task_1(std)
  do_task_2(std)

def do_task_1(std):
  do_subtask_1(std)
  do_subtask_2(std)

def do_task_2(std):
  do_subtask_2(std)
  do_subtask_2(std)

每個函數(shù)一層一層調(diào)用都這么傳參數(shù)那還得了?用全局變量?也不行,因為每個線程處理不同的Student對象,不能共享。

如果用一個全局dict存放所有的Student對象,然后以thread自身作為key獲得線程對應(yīng)的Student對象如何?

global_dict = {}

def std_thread(name):
  std = Student(name)
  # 把std放到全局變量global_dict中:
  global_dict[threading.current_thread()] = std
  do_task_1()
  do_task_2()

def do_task_1():
  # 不傳入std,而是根據(jù)當(dāng)前線程查找:
  std = global_dict[threading.current_thread()]
  ...

def do_task_2():
  # 任何函數(shù)都可以查找出當(dāng)前線程的std變量:
  std = global_dict[threading.current_thread()]
  ...

這種方式理論上是可行的,它最大的優(yōu)點是消除了std對象在每層函數(shù)中的傳遞問題,但是,每個函數(shù)獲取std的代碼有點丑。

有沒有更簡單的方式?

ThreadLocal應(yīng)運而生,不用查找dict,ThreadLocal幫你自動做這件事:

import threading

# 創(chuàng)建全局ThreadLocal對象:
local_school = threading.local()

def process_student():
  print 'Hello, %s (in %s)' % (local_school.student, threading.current_thread().name)

def process_thread(name):
  # 綁定ThreadLocal的student:
  local_school.student = name
  process_student()

t1 = threading.Thread(target= process_thread, args=('Alice',), name='Thread-A')
t2 = threading.Thread(target= process_thread, args=('Bob',), name='Thread-B')
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()

執(zhí)行結(jié)果:

Hello, Alice (in Thread-A)
Hello, Bob (in Thread-B)

全局變量local_school就是一個ThreadLocal對象,每個Thread對它都可以讀寫student屬性,但互不影響。你可以把local_school看成全局變量,但每個屬性如local_school.student都是線程的局部變量,可以任意讀寫而互不干擾,也不用管理鎖的問題,ThreadLocal內(nèi)部會處理。

可以理解為全局變量local_school是一個dict,不但可以用local_school.student,還可以綁定其他變量,如local_school.teacher等等。

ThreadLocal最常用的地方就是為每個線程綁定一個數(shù)據(jù)庫連接,HTTP請求,用戶身份信息等,這樣一個線程的所有調(diào)用到的處理函數(shù)都可以非常方便地訪問這些資源。

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