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淺析Python多線程下的變量問(wèn)題

更新時(shí)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(wèn)題,由于GIL的存在,Python的多線程編程問(wèn)題一直是開(kāi)發(fā)者中的熱點(diǎn)話題,需要的朋友可以參考下

在多線程環(huán)境下，每個(gè)線程都有自己的數(shù)據(jù)。一個(gè)線程使用自己的局部變量比使用全局變量好，因?yàn)榫植孔兞恐挥芯€程自己能看見(jiàn)，不會(huì)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(wèn)題，就是在函數(shù)調(diào)用的時(shí)候，傳遞起來(lái)很麻煩：

def process_student(name):
  std = Student(name)
  # std是局部變量，但是每個(gè)函數(shù)都要用它，因此必須傳進(jìn)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(gè)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?yàn)槊總€(gè)線程處理不同的Student對(duì)象，不能共享。

如果用一個(gè)全局dict存放所有的Student對(duì)象，然后以thread自身作為key獲得線程對(duì)應(yīng)的Student對(duì)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(diǎn)是消除了std對(duì)象在每層函數(shù)中的傳遞問(wèn)題，但是，每個(gè)函數(shù)獲取std的代碼有點(diǎn)丑。

有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方式？

ThreadLocal應(yīng)運(yùn)而生，不用查找dict，ThreadLocal幫你自動(dòng)做這件事：

import threading

# 創(chuàng)建全局ThreadLocal對(duì)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(gè)ThreadLocal對(duì)象，每個(gè)Thread對(duì)它都可以讀寫(xiě)student屬性，但互不影響。你可以把local_school看成全局變量，但每個(gè)屬性如local_school.student都是線程的局部變量，可以任意讀寫(xiě)而互不干擾，也不用管理鎖的問(wèn)題，ThreadLocal內(nèi)部會(huì)處理。

可以理解為全局變量local_school是一個(gè)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(gè)線程綁定一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，HTTP請(qǐng)求，用戶身份信息等，這樣一個(gè)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(wèn)這些資源。

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