Python控制线程和函数超时处理

Python控制线程和函数超时处理是多线程处理中常见的操作，可以有效地提高程序的稳定性和效率。下面是Python控制线程和函数超时处理的完整攻略。

控制线程超时

方法一：使用Thread.join方法

使用Thread.join方法可以等待线程完成，也可以传递超时时间，让线程在规定的时间内完成工作。具体可以看下面的示例：

import time
import threading

def worker():
    print('worker start')
    time.sleep(5)
    print('worker end')

t = threading.Thread(target=worker)
t.start()

# 等待线程结束，不能超过5秒
t.join(5)

if t.is_alive():
    print('worker overtime')
else:
    print('worker finished')

在这个示例中，首先定义了一个worker函数，它会执行5秒钟。然后使用threading.Thread创建一个线程，执行worker函数。之后，在主线程中使用t.join(5)等待线程结束，超时时间为5秒。等待结束后，通过t.is_alive()来判断线程是否完成。如果线程已经完成，输出worker finished；如果没有完成，输出worker overtime。

方法二：使用Threading.Timer方法

使用Threading.Timer方法可以创建一个计时器，指定超时时间和超时后的函数。当计时器超时时，执行超时函数。具体可以看下面的示例：

import threading
import time

def worker():
    print('worker start')
    time.sleep(7)
    print('worker end')

t = threading.Thread(target=worker)
t.start()

# 设置5秒钟后执行
timer = threading.Timer(5, t._stop)
timer.start()

t.join()

在这个示例中，创建了一个worker函数，执行7秒。然后使用threading.Thread创建一个线程，执行worker函数。之后，使用threading.Timer(5, t._stop)创建一个5秒钟的计时器，计时结束后执行t._stop函数，强制结束线程。最后，使用t.join()阻塞主线程，等待计时器完成或者线程完成。

控制函数超时

方法一：使用signal.alarm方法

使用signal.alarm可以设置一个超时时间，在指定时间后就会向进程发送一个SIGALRM信号，并且调用信号触发函数signal.SIGALRM。具体可以看下面的示例：

import signal
import time

def timeout_call(func, timeout=5):
    def handler(signum, frame):
        raise Exception("timeout")

    # 绑定信号和信号处理函数
    signal.signal(signal.SIGALRM, handler)
    signal.alarm(timeout)

    try:
        result = func()
    except Exception as e:
        result = str(e)

    signal.alarm(0)

    return result

def test_func():
    print("function start")
    time.sleep(7)
    print("function end")

result = timeout_call(test_func)
print(result)

在这个示例中，首先定义了一个支持超时的函数timeout_call，该函数接受一个函数和一个超时时间作为参数。在该函数中，使用signal.signal和signal.alarm设置超时时间和触发函数。然后，调用传入的函数，在指定时间内完成或者抛出异常。在函数中，如果抛出异常，将异常信息作为字符串返回；如果函数完成，返回函数结果。最后，使用timeout_call函数执行test_func函数，指定超时时间为5秒。

方法二：使用multiprocessing.Process方法

使用multiprocessing.Process可以启动一个新进程，利用新进程的特性可以限制运行时间，实现函数超时。具体可以看下面的示例：

import time
import multiprocessing

def test_func():
    print('function start')
    time.sleep(7)
    print('function end')

p = multiprocessing.Process(target=test_func)
p.start()

# 设置5秒钟后结束进程
p.join(5)

if p.is_alive():
    print('function overtime')
    p.terminate()
else:
    print('function finished')

在这个示例中，定义了一个支持超时的函数test_func，该函数会执行7秒钟。然后使用multiprocessing.Process创建一个新进程，执行test_func函数。之后，在主进程中使用p.join(5)等待子进程结束，指定超时时间为5秒。等待结束后，通过p.is_alive()来判断进程是否完成。如果进程已经完成，输出function finished；如果没有完成，输出function overtime，并且使用p.terminate()强制结束进程。

总结

本文介绍了Python控制线程和函数超时处理的两种方法，每种方法都有多种情况可以应用。使用这些方法可以有效的提高程序的稳定性和效率。