Python線程之定位與銷毀的實(shí)現(xiàn)
背景
開(kāi)工前我就覺(jué)得有什么不太對(duì)勁,感覺(jué)要背鍋。這可不,上班第三天就捅鍋了。
我們有個(gè)了不起的后臺(tái)程序,可以動(dòng)態(tài)加載模塊,并以線程方式運(yùn)行,通過(guò)這種形式實(shí)現(xiàn)插件的功能。而模塊更新時(shí)候,后臺(tái)程序自身不會(huì)退出,只會(huì)將模塊對(duì)應(yīng)的線程關(guān)閉、更新代碼再啟動(dòng),6 得不行。
于是乎我就寫(xiě)了個(gè)模塊準(zhǔn)備大展身手,結(jié)果忘記寫(xiě)退出函數(shù)了,導(dǎo)致每次更新模塊都新創(chuàng)建一個(gè)線程,除非重啟那個(gè)程序,否則那些線程就一直茍活著。
這可不行啊,得想個(gè)辦法清理呀,要不然怕是要炸了。
那么怎么清理呢?我能想到的就是兩步走:
- 找出需要清理的線程號(hào) tid;
- 銷毀它們;
找出線程ID
和平時(shí)的故障排查相似,先通過(guò) ps 命令看看目標(biāo)進(jìn)程的線程情況,因?yàn)橐呀?jīng)是 setName 設(shè)置過(guò)線程名,所以正常來(lái)說(shuō)應(yīng)該是看到對(duì)應(yīng)的線程的。 直接用下面代碼來(lái)模擬這個(gè)線程:
Python 版本的多線程
#coding: utf8
import threading
import os
import time
def tt():
info = threading.currentThread()
while True:
print 'pid: ', os.getpid()
print info.name, info.ident
time.sleep(3)
t1 = threading.Thread(target=tt)
t1.setName('OOOOOPPPPP')
t1.setDaemon(True)
t1.start()
t2 = threading.Thread(target=tt)
t2.setName('EEEEEEEEE')
t2.setDaemon(True)
t2.start()
t1.join()
t2.join()輸出:
root@10-46-33-56:~# python t.py
pid: 5613
OOOOOPPPPP 139693508122368
pid: 5613
EEEEEEEEE 139693497632512
...
可以看到在 Python 里面輸出的線程名就是我們?cè)O(shè)置的那樣,然而 Ps 的結(jié)果卻是令我懷疑人生:
root@10-46-33-56:~# ps -Tp 5613
PID SPID TTY TIME CMD
5613 5613 pts/2 00:00:00 python
5613 5614 pts/2 00:00:00 python
5613 5615 pts/2 00:00:00 python
正常來(lái)說(shuō)不該是這樣呀,我有點(diǎn)迷了,難道我一直都是記錯(cuò)了?用別的語(yǔ)言版本的多線程來(lái)測(cè)試下:
C 版本的多線程
#include<stdio.h>
#include<sys/syscall.h>
#include<sys/prctl.h>
#include<pthread.h>
void *test(void *name)
{
pid_t pid, tid;
pid = getpid();
tid = syscall(__NR_gettid);
char *tname = (char *)name;
// 設(shè)置線程名字
prctl(PR_SET_NAME, tname);
while(1)
{
printf("pid: %d, thread_id: %u, t_name: %s\n", pid, tid, tname);
sleep(3);
}
}
int main()
{
pthread_t t1, t2;
void *ret;
pthread_create(&t1, NULL, test, (void *)"Love_test_1");
pthread_create(&t2, NULL, test, (void *)"Love_test_2");
pthread_join(t1, &ret);
pthread_join(t2, &ret);
}輸出:
root@10-46-33-56:~# gcc t.c -lpthread && ./a.out
pid: 5575, thread_id: 5577, t_name: Love_test_2
pid: 5575, thread_id: 5576, t_name: Love_test_1
pid: 5575, thread_id: 5577, t_name: Love_test_2
pid: 5575, thread_id: 5576, t_name: Love_test_1
...
用 PS 命令再次驗(yàn)證:
root@10-46-33-56:~# ps -Tp 5575
PID SPID TTY TIME CMD
5575 5575 pts/2 00:00:00 a.out
5575 5576 pts/2 00:00:00 Love_test_1
5575 5577 pts/2 00:00:00 Love_test_2
這個(gè)才是正確嘛,線程名確實(shí)是可以通過(guò) Ps 看出來(lái)的嘛!
不過(guò)為啥 Python 那個(gè)看不到呢?既然是通過(guò) setName 設(shè)置線程名的,那就看看定義咯:
[threading.py]
class Thread(_Verbose):
...
@property
def name(self):
"""A string used for identification purposes only.
It has no semantics. Multiple threads may be given the same name. The
initial name is set by the constructor.
"""
assert self.__initialized, "Thread.__init__() not called"
return self.__name
def setName(self, name):
self.name = name
...看到這里其實(shí)只是在 Thread 對(duì)象的屬性設(shè)置了而已,并沒(méi)有動(dòng)到根本,那肯定就是看不到咯~
這樣看起來(lái),我們已經(jīng)沒(méi)辦法通過(guò) ps 或者 /proc/ 這類手段在外部搜索 python 線程名了,所以我們只能在 Python 內(nèi)部來(lái)解決。
于是問(wèn)題就變成了,怎樣在 Python 內(nèi)部拿到所有正在運(yùn)行的線程呢?
threading.enumerate 可以完美解決這個(gè)問(wèn)題!Why?
Because 在下面這個(gè)函數(shù)的 doc 里面說(shuō)得很清楚了,返回所有活躍的線程對(duì)象,不包括終止和未啟動(dòng)的。
[threading.py]
def enumerate():
"""Return a list of all Thread objects currently alive.
The list includes daemonic threads, dummy thread objects created by
current_thread(), and the main thread. It excludes terminated threads and
threads that have not yet been started.
"""
with _active_limbo_lock:
return _active.values() + _limbo.values()因?yàn)槟玫降氖?Thread 的對(duì)象,所以我們通過(guò)這個(gè)能到該線程相關(guān)的信息!
請(qǐng)看完整代碼示例:
#coding: utf8
import threading
import os
import time
def get_thread():
pid = os.getpid()
while True:
ts = threading.enumerate()
print '------- Running threads On Pid: %d -------' % pid
for t in ts:
print t.name, t.ident
print
time.sleep(1)
def tt():
info = threading.currentThread()
pid = os.getpid()
while True:
print 'pid: {}, tid: {}, tname: {}'.format(pid, info.name, info.ident)
time.sleep(3)
return
t1 = threading.Thread(target=tt)
t1.setName('Thread-test1')
t1.setDaemon(True)
t1.start()
t2 = threading.Thread(target=tt)
t2.setName('Thread-test2')
t2.setDaemon(True)
t2.start()
t3 = threading.Thread(target=get_thread)
t3.setName('Checker')
t3.setDaemon(True)
t3.start()
t1.join()
t2.join()
t3.join()輸出:
root@10-46-33-56:~# python t_show.py pid: 6258, tid: Thread-test1, tname: 139907597162240 pid: 6258, tid: Thread-test2, tname: 139907586672384 ------- Running threads On Pid: 6258 ------- MainThread 139907616806656 Thread-test1 139907597162240 Checker 139907576182528 Thread-test2 139907586672384 ------- Running threads On Pid: 6258 ------- MainThread 139907616806656 Thread-test1 139907597162240 Checker 139907576182528 Thread-test2 139907586672384 ------- Running threads On Pid: 6258 ------- MainThread 139907616806656 Thread-test1 139907597162240 Checker 139907576182528 Thread-test2 139907586672384 ------- Running threads On Pid: 6258 ------- MainThread 139907616806656 Checker 139907576182528 ...
代碼看起來(lái)有點(diǎn)長(zhǎng),但是邏輯相當(dāng)簡(jiǎn)單,Thread-test1 和 Thread-test2 都是打印出當(dāng)前的 pid、線程 id 和 線程名字,然后 3s 后退出,這個(gè)是想模擬線程正常退出。
而 Checker 線程則是每秒通過(guò) threading.enumerate 輸出當(dāng)前進(jìn)程內(nèi)所有活躍的線程。
可以明顯看到一開(kāi)始是可以看到 Thread-test1 和 Thread-test2的信息,當(dāng)它倆退出之后就只剩下 MainThread 和 Checker 自身而已了。
銷毀指定線程
既然能拿到名字和線程 id,那我們也就能干掉指定的線程了!
假設(shè)現(xiàn)在 Thread-test2 已經(jīng)黑化,發(fā)瘋了,我們需要制止它,那我們就可以通過(guò)這種方式解決了:
在上面的代碼基礎(chǔ)上,增加和補(bǔ)上下列代碼:
def _async_raise(tid, exctype):
"""raises the exception, performs cleanup if needed"""
tid = ctypes.c_long(tid)
if not inspect.isclass(exctype):
exctype = type(exctype)
res = ctypes.pythonapi.PyThreadState_SetAsyncExc(tid, ctypes.py_object(exctype))
if res == 0:
raise ValueError("invalid thread id")
elif res != 1:
ctypes.pythonapi.PyThreadState_SetAsyncExc(tid, None)
raise SystemError("PyThreadState_SetAsyncExc failed")
def stop_thread(thread):
_async_raise(thread.ident, SystemExit)
def get_thread():
pid = os.getpid()
while True:
ts = threading.enumerate()
print '------- Running threads On Pid: %d -------' % pid
for t in ts:
print t.name, t.ident, t.is_alive()
if t.name == 'Thread-test2':
print 'I am go dying! Please take care of yourself and drink more hot water!'
stop_thread(t)
print
time.sleep(1)輸出
root@10-46-33-56:~# python t_show.py pid: 6362, tid: 139901682108160, tname: Thread-test1 pid: 6362, tid: 139901671618304, tname: Thread-test2 ------- Running threads On Pid: 6362 ------- MainThread 139901706389248 True Thread-test1 139901682108160 True Checker 139901661128448 True Thread-test2 139901671618304 True Thread-test2: I am go dying. Please take care of yourself and drink more hot water! ------- Running threads On Pid: 6362 ------- MainThread 139901706389248 True Thread-test1 139901682108160 True Checker 139901661128448 True Thread-test2 139901671618304 True Thread-test2: I am go dying. Please take care of yourself and drink more hot water! pid: 6362, tid: 139901682108160, tname: Thread-test1 ------- Running threads On Pid: 6362 ------- MainThread 139901706389248 True Thread-test1 139901682108160 True Checker 139901661128448 True // Thread-test2 已經(jīng)不在了
一頓操作下來(lái),雖然我們這樣對(duì)待 Thread-test2,但它還是關(guān)心著我們:多喝熱水,
PS: 熱水雖好,八杯足矣,請(qǐng)勿貪杯哦。
書(shū)回正傳,上述的方法是極為粗暴的,為什么這么說(shuō)呢?
因?yàn)樗脑硎牵豪?Python 內(nèi)置的 API,觸發(fā)指定線程的異常,讓其可以自動(dòng)退出;

為什么停止線程這么難
多線程本身設(shè)計(jì)就是在進(jìn)程下的協(xié)作并發(fā),是調(diào)度的最小單元,線程間分食著進(jìn)程的資源,所以會(huì)有許多鎖機(jī)制和狀態(tài)控制。
如果使用強(qiáng)制手段干掉線程,那么很大幾率出現(xiàn)意想不到的bug。 而且最重要的鎖資源釋放可能也會(huì)出現(xiàn)意想不到問(wèn)題。
而因?yàn)橛?GIL,使得很多童鞋都覺(jué)得 Python 的線程是Python 自行實(shí)現(xiàn)出來(lái)的,并非實(shí)際存在,Python 應(yīng)該可以直接銷毀吧?
然而事實(shí)上 Python 的線程都是貨真價(jià)實(shí)的線程!
什么意思呢?Python 的線程是操作系統(tǒng)通過(guò) pthread 創(chuàng)建的原生線程。Python 只是通過(guò) GIL 來(lái)約束這些線程,來(lái)決定什么時(shí)候開(kāi)始調(diào)度,比方說(shuō)運(yùn)行了多少個(gè)指令就交出 GIL,至于誰(shuí)奪得花魁,得聽(tīng)操作系統(tǒng)的。
如果是單純的線程,其實(shí)系統(tǒng)是有辦法終止的,比如: pthread_exit,pthread_kill 或 pthread_cancel, 詳情可看:http://m.fzitv.net/article/156412.htm
很可惜的是: Python 層面并沒(méi)有這些方法的封裝!我的天,好氣!可能人家覺(jué)得,線程就該溫柔對(duì)待吧。
如何溫柔退出線程
想要溫柔退出線程,其實(shí)差不多就是一句廢話了~
要么運(yùn)行完退出,要么設(shè)置標(biāo)志位,時(shí)常檢查標(biāo)記位,該退出的就退出咯。
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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