我經(jīng)常被問到如何殺死一個后臺線程,這個問題的答案讓很多人不開心: 線程是殺不死的。在本文中,我將向您展示Python
中用于終止線程的兩個選項(xiàng)。
如果我們是一個好奇寶寶的話,可能會遇到這樣一個問題,就是:如何殺死一個Python
的后臺線程呢?我們可能嘗試解決這個問題,卻發(fā)現(xiàn)線程是殺不死的。而本文中將展示,在Python
中用于終止線程的兩個方式。
1. 線程無法結(jié)束
A Threaded Example
-
下面是一個簡單的,多線程的示例代碼。
import random
import threading
import time
def bg_thread():
for i in range(1, 30):
print(f'{i} of 30 iterations...')
time.sleep(random.random()) # do some work...
print(f'{i} iterations completed before exiting.')
th = threading.Thread(target=bg_thread)
th.start()
th.join()
-
使用下面命令來運(yùn)行程序,在下面的程序運(yùn)行中,當(dāng)跑到第
7
次迭代時(shí),按下Ctrl-C
來中斷程序,發(fā)現(xiàn)后臺運(yùn)行的程序并沒有終止掉。而在第13
次迭代時(shí),再次按下Ctrl-C
來中斷程序,發(fā)現(xiàn)程序真的退出了。
$ python thread.py
1 of 30 iterations...
2 of 30 iterations...
3 of 30 iterations...
4 of 30 iterations...
5 of 30 iterations...
6 of 30 iterations...
7 of 30 iterations...
^CTraceback (most recent call last):
File "thread.py", line 14, in
th.join()
File "/Users/mgrinberg/.pyenv/versions/3.8.6/lib/python3.8/threading.py", line 1011, in join
self._wait_for_tstate_lock()
File "/Users/mgrinberg/.pyenv/versions/3.8.6/lib/python3.8/threading.py", line 1027, in _wait_for_tstate_lock
elif lock.acquire(block, timeout):
KeyboardInterrupt
8 of 30 iterations...
9 of 30 iterations...
10 of 30 iterations...
11 of 30 iterations...
12 of 30 iterations...
13 of 30 iterations...
^CException ignored in:
Traceback (most recent call last):
File "/Users/mgrinberg/.pyenv/versions/3.8.6/lib/python3.8/threading.py", line 1388, in _shutdown
lock.acquire()
KeyboardInterrupt:
-
這很奇怪,不是嗎?究其原因是,Python 有一些邏輯是會在進(jìn)程退出前運(yùn)行的,專門用來等待任何沒有被配置為守護(hù)線程的后臺線程結(jié)束,然后再把控制權(quán)真正交給操作系統(tǒng)。因此,該進(jìn)程在其主線程運(yùn)行時(shí)收到到了中斷信號,并準(zhǔn)備退出。首先,它需要等待后臺線程運(yùn)行結(jié)束。但是,這個線程對中斷一無所知,這個線程只知道它需要在運(yùn)行結(jié)束前完成 30次迭代。
-
Python 在退出過程中使用的等待機(jī)制有一個規(guī)定,當(dāng)收到第二個中斷信號時(shí),就會中止。這就是為什么第二個 Ctrl-C 會立即結(jié)束進(jìn)程。所以我們看到了,線程是不能被殺死!在下面的章節(jié)中,將向展示 Python 中的兩個方式,來使線程及時(shí)結(jié)束。
2. 使用守護(hù)進(jìn)程
Daemon Threads
-
在上面提到過,在
Python
退出之前,它會等待任何非守護(hù)線程的線程。而守護(hù)線程就是,一個不會阻止Python
解釋器退出的線程。 -
如何使一個線程成為一個守護(hù)線程?所有的線程對象都有一個
daemon
屬性,可以在啟動線程之前將這個屬性設(shè)置為True
,然后該線程就會被視為一個守護(hù)線程。下面是上面的示例應(yīng)用程序,修改后守護(hù)線程版本:
import random
import threading
import time
def bg_thread():
for i in range(1, 30):
print(f'{i} of 30 iterations...')
time.sleep(random.random()) # do some work...
print(f'{i} iterations completed before exiting.')
th = threading.Thread(target=bg_thread)
th.daemon = True
th.start()
th.join()
-
再次運(yùn)行它,并嘗試中斷它,發(fā)現(xiàn)第一個執(zhí)行
Ctrl-C
后進(jìn)程立即就退出了。
~ $ python x.py
1 of 30 iterations...
2 of 30 iterations...
3 of 30 iterations...
4 of 30 iterations...
5 of 30 iterations...
6 of 30 iterations...
^CTraceback (most recent call last):
File "thread.py", line 15, in
th.join()
File "/Users/mgrinberg/.pyenv/versions/3.8.6/lib/python3.8/threading.py", line 1011, in join
self._wait_for_tstate_lock()
File "/Users/mgrinberg/.pyenv/versions/3.8.6/lib/python3.8/threading.py", line 1027, in _wait_for_tstate_lock
elif lock.acquire(block, timeout):
KeyboardInterrupt
-
那么這個線程會發(fā)生什么呢?線程繼續(xù)運(yùn)行,就像什么都沒發(fā)生一樣,直到
Python
進(jìn)程終止并返回到操作系統(tǒng)。這時(shí),線程就不存在了。你可能認(rèn)為這實(shí)際上是一種殺死線程的方法,但要考慮到以這種方式殺死線程,你必須同時(shí)殺死進(jìn)程。
3. 使用事件對象
Python Events
-
使用守護(hù)線程,是一種避免在多線程程序中處理意外中斷的簡單方法,但這是一種只在進(jìn)程退出的特殊情況下才有效的技巧。不幸的是,有些時(shí)候,一個應(yīng)用程序可能想結(jié)束一個線程而不必殺死自己。另外,有些線程可能需要在退出前執(zhí)行清理工作,而守護(hù)線程則不允許這樣操作。
-
那么,還有什么其他選擇呢?既然不可能強(qiáng)制線程結(jié)束,那么唯一的選擇就是給它添加邏輯,讓它在被要求退出時(shí)自愿退出。有多種方法都可以解決上述問題,但我特別喜歡的一種方法,就是使用一個
Event
對象。
Event
類是由Python
標(biāo)準(zhǔn)庫的線程模塊提供,你可以通過實(shí)例化類來創(chuàng)建一個事件對象,就像下面這個樣子:
exit_event = threading.Event()
-
Event
對象可以處于兩種狀態(tài)之一:set
或not set
。當(dāng)我們實(shí)例化創(chuàng)建之后,默認(rèn)事件并沒有被設(shè)置。-
若要將事件狀態(tài)更改為
set
,則可以調(diào)用set()
方法; -
要查明是否設(shè)置了事件,使用
is_set()
方法,設(shè)置了則返回True
; -
還可以使用
wait()
方法等待事件,等待操作阻塞直到設(shè)置事件(可以設(shè)置超時(shí))
-
-
其核心思路,就是在線程需要退出的時(shí)候設(shè)置事件。然后,線程需要經(jīng)常地檢查事件的狀態(tài)(通常是在循環(huán)中),并在發(fā)現(xiàn)事件已經(jīng)設(shè)置時(shí)處理自己的終止。對于上面顯示的示例,一個好的解決方案是添加一個捕獲
Ctrl-C
中斷的信號處理程序,而不是突然退出,只需設(shè)置事件并讓線程優(yōu)雅地結(jié)束。
import random
import signal
import threading
import time
exit_event = threading.Event()
def bg_thread():
for i in range(1, 30):
print(f'{i} of 30 iterations...')
time.sleep(random.random()) # do some work...
if exit_event.is_set():
break
print(f'{i} iterations completed before exiting.')
def signal_handler(signum, frame):
exit_event.set()
signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)
th = threading.Thread(target=bg_thread)
th.start()
th.join()
-
如果你嘗試中斷這個版本的應(yīng)用程序,一切看起來都會更好:
$ python thread.py
1 of 30 iterations...
2 of 30 iterations...
3 of 30 iterations...
4 of 30 iterations...
5 of 30 iterations...
6 of 30 iterations...
7 of 30 iterations...
^C7 iterations completed before exiting.
-
需要注意的是,中斷是如何被優(yōu)雅地處理的,以及線程能夠運(yùn)行在循環(huán)之后出現(xiàn)的代碼。如果當(dāng)線程需要在退出之前,關(guān)閉文件句柄或數(shù)據(jù)庫連接時(shí),這種方式就非常有用了。其能夠在線程退出之前,運(yùn)行清理代碼有時(shí)是必要的,以避免資源泄漏。我在上面提到過,
event
對象也是可以等待的:
for i in range(1, 30):
print(f'{i} of 30 iterations...')
time.sleep(random.random())
if exit_event.is_set():
break
-
在每個迭代中,都有一個對
time.sleep()
的調(diào)用,這將阻塞線程。如果在線程sleep
時(shí)設(shè)置了退出事件,那么它就不能檢查事件的狀態(tài),因此在線程能夠退出之前會有一個小的延遲。在這種情況下,如果有sleep
,使用wait()
方法將sleep
與event
對象的檢查結(jié)合起來會更有效:
for i in range(1, 30):
print(f'{i} of 30 iterations...')
if exit_event.wait(timeout=random.random()):
break
-
這個解決方案有效地為提供了一個可中斷的
sleep
,因?yàn)樵诰€程停留在wait()
調(diào)用的中間時(shí)設(shè)置了事件,那么等待將立即返回。
4. 總結(jié)陳述說明
Conclusion
-
你知道
Python
中的event
對象嗎?它們是比較簡單的同步原語之一,不僅可以用作退出信號,而且在線程需要等待某些外部條件發(fā)生的許多其他情況下也可以使用。
原文鏈接:https://www.escapelife.site/posts/558f583c.html
-
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原文標(biāo)題:如何殺死一個Python線程
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