Python中使用threading.Event协调线程的运行详解

简介

在并发编程中，有时需要用到用于同步或通知的机制。Event 的作用就是在不同的线程间协调运行。

Event 是 threading 模块中提供的一个线程同步基元（synchronization primitive），基于线程间状态的信号通信机制，能够一直等待某个条件的发生，直到 set 被调用，才摆脱阻塞状态继续执行。

操作方法

创建一个 Event 对象

我们可以通过 threading.Event() 方法来创建一个 Event 对象。如下所示：

import threading

# 创建一个 Event 对象
event = threading.Event()

设置 Event

调用 Event.set() 方法可以将 Event 对象的状态设置为 True。如果一个线程调用 set() 方法，那么在等待 Event 对象的所有线程都将被唤醒。

import threading

# 创建一个 Event 对象
event = threading.Event()

# 调用 set() 方法将 Event 对象状态设置为 True
event.set()

清空 Event

调用 Event.clear() 方法可以将 Event 对象的状态设置为 False。

import threading

# 创建一个 Event 对象
event = threading.Event()

# 调用 clear() 方法将 Event 对象状态设置为 False
event.clear()

等待 Event

调用 Event.wait(timeout=None) 将当前线程阻塞，当 Event 对象状态为 True 时，将线程唤醒。

如果在 timeout 参数指定的时间内(以秒为单位) Event 对象的状态不变为 True，则线程将继续执行。

import threading
import random
import time

def my_thread():
    print("子线程开始运行...")
    time.sleep(2)
    event.wait()
    print("子线程继续运行...")

# 创建 Event 对象
event = threading.Event()

# 创建子线程并运行
t = threading.Thread(target=my_thread)
t.start()

# 主线程等待2s之后，将Event对象的状态设置为True
time.sleep(2)
event.set()

在上面的示例中，子线程调用了 event.wait() 方法进入阻塞状态，直到主线程将 event.set() 方法设置 Event 对象的状态为 True 后，子线程才会继续运行。

如果在 event.wait() 等待的过程中，主线程没有调用 event.set() 方法将 Event 对象的状态设置为 True，那么子线程将会一直阻塞。

超时等待 Event

调用 Event.wait() 方法时可以指定 timeout 参数，以设置阻塞等待的超时时间。

import threading
import random
import time

def my_thread():
    print("子线程开始运行...")
    # 等待事件的发生，最多等待5秒钟
    event_is_set = event.wait(5)
    if event_is_set:
        print("得到了事件通知，子线程继续运行")
    else:
        print("等待超时，子线程结束运行")

# 创建 Event 对象
event = threading.Event()

# 创建子线程并运行
t = threading.Thread(target=my_thread)
t.start()

# 主线程等待2s之后，将Event对象的状态设置为True
time.sleep(2)
event.set()

在这个示例中，子线程会等待5秒钟，如果在这段时间内，主线程调用了 event.set() 方法将 Event 对象的状态设置为 True，则子线程将继续运行；如果在5秒钟之内主线程没有调用 event.set() 方法，那么子线程将会超时退出。

示例

下面的示例演示了如何使用 Event 协调多个线程。

import threading
import time

def worker(event):
    print("Worker thread is waiting for event to be set...")
    event.wait()
    print("Worker thread has received the event and will continue to run...")

# 创建 Event
event = threading.Event()

# 创建和启动子线程
t = threading.Thread(target=worker, args=(event,))
t.start()

print("Main thread sleeping for 2 seconds...")
time.sleep(2)

# 设置 Event
print("Main thread setting event...")
event.set()

在这个示例中，创建了一个子线程，子线程通过调用 event.wait() 方法等待主线程设置 Event。主线程等待2秒钟后，调用 event.set() 方法设置 Event，然后子线程继续运行。

在这个示例中，使用 Event 可以协调主线程和子线程之间的同步，通过调用 event.wait() 方法等待来自主线程的通知，达到主线程和子线程之间同步的目的。

总结

Event 可以协调多线程之间的通信并控制线程运行的顺序。使用 Event 可以让多线程应用程序更有效地使用系统资源，以便在并发环境中更好地共同工作。

为了使用 Event，您需要使用标准的线程和线程同步技术，如线程同步原语，例如锁和信号量，或者使用其他方法，例如队列和管理器，以更有效地增强多线程应用的功能。

参考资料

• Python3.8文档- Event 对象
• Python多线程编程之Event对象详解
• 深入浅出Python 多线程编程