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[游戏开发]python多线程编程:如何优雅地关闭线程

在并发编程中,我们可能会创建新线程,并在其中运行任务,可能由于一些原因,决定停止该线程。例如:

  • 不再需要线程任务的结果了。
  • 应用程序正在关闭。
  • 线程执行可能已经出现了异常

Threading中的Thread类并没有提供关闭线程的方法、经常会遇到中止主线程时,子线程仍然在运行。那么应该如何正确关闭线程呢?

Python 默认关闭线程的方式

线程对象创建后,调用start(方法运行, 执行结束后,自动关闭。如下面的示例代码:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

import threading    #导入threading 模块
import time

# 定义任务函数 print_time
def print_time ( threadName ,delay ):
    count = 0
    while count < 5:
        time.sleep(delay)
        count += 1
        print("%s: %s \n" % (threadName,time.ctime(time.time())))

# 定义任务函数 print_cube
def print_cube(num):
    #pring cube
    print("Cube:{} \n".format(num*num*num))
 
# 创建两个线程
if __name__ == "__main__":
        # 创建两个子线程
        t1 = threading.Thread( target=print_cube,args=(10,))
        t2 = threading.Thread( target=print_time,args=("Thread-2",4,))
        #start threads
        t1.start()   # start 后,子线程开始运行
        t2.start()
        t1.join()     #join 命令:让主线程暂停运行,等待子线程运行结束。
        t2.join()
        print("Done") # The statement is executed after sub threads done

如何优雅地关闭线程?

上节的例子,线程执行时间短,很快可以结束,所以主线程可以等待其结束。但是如果子线程执行的是1个耗时任务,如提供1个服务,或执行1个Monitor 任务,程序员可能存在永久循环,这时子线程对象运行start()后,就一直运行。
如果应用程序直接退出,子线程自然也被强行中止,但子线程正在执行的任务可能会受影响,如正在存取的文件。
那么如何优雅地停止子线程呢?思路有两个:
1) 通过设置全局状态变量来关闭线程
2) 通过 threading.Event 对象来关闭线程

那么下面用示例展示两种方法的实现过程

1. 使用全局变量来关闭线程

实现方式: 在线程内添加状态变量,线程循环时同时检测状态变量,主线程关闭线程时,把状态变量置为False.

关闭 thread类实现的线程

class CountdownTask:
      
    def __init__(self):
          self._running = True   # 定义线程状态变量
      
	def terminate(self):
	    self._running = False 
	      
	def run(self, n):
	    # run方法的主循环条件加入对状态变量的判断
	    while self._running and n > 0:
	        print('T-minus', n)
	        n -= 1
	        time.sleep(5)
	    print("thread is ended") 
  
c = CountdownTask()
th = Thread(target = c.run, args =(10, ))
th.start()
# 对于耗时线程,没必要再用join()方法了
# … any code … 
# Signal termination
q = input("please press any key to quit ")
c.terminate() 


关闭函数式线程

关闭函数式线程,可以用全局变量做状态变量

import threading
import time
 
def run():
    while True:
        print('thread running')
        global stop_threads
        if stop_threads:
            break
 
stop_threads = False
t1 = threading.Thread(target = run)
t1.start()
time.sleep(1)
stop_threads = True
t1.join()
print('thread killed')


2. 使用threading.Event 来关闭线程

Event 机制工作原理

1)Event 是线程通信的一种方式。 相关于1个全局flag,用于主线程与子线程之间协调工作。
2)主线程可以用set()方法将event 对象置为true, 用clear()方法将其置为false。
3)子线程代码内使用wait()将阻塞当前子进程,直至flag被置为true.  
这样通过控制 event 的值、协调各子进程运行。

Event.is_set() 可以查询event 对象是否被设置为真了,是侧返回True, 否则返回False.
在循环内可以检查 event_obj 值,如果为 True, 则退出循环。
if event.is_set():
break

这种方式的优点是,Event对象是线程安全的。

完整代码:

from time import sleep
from threading import Thread
from threading import Event
 
# define task function
def task(event):
    # execute a task in a loop
    for i in range(100):
        # block for a moment
        sleep(1)
        # check for stop
        if event.is_set():
            break
        # report a message
        print('Worker thread running...')
    print('Worker is ended')
 
# create the event
event = Event()
# create a thread 
thread = Thread(target=task, args=(event,))
# start the new thread
thread.start()
# block for a while
sleep(3)
# stop the worker thread
print('Main stopping thread')
event.set()
# 这里是为了演示,实际开发时,主进程有事件循环,耗时函数不需要调用join()方法
thread.join()

新线程执行其任务循环,它每次循环都会检查event对象,该对象保持 false,就不会触发线程停止。

当主线程调用event对象的 set()方法后,任务线程检查发现要设置的event对象is_set(), 则中断任务循环,报告最后一条消息,然后终止线程。

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加:2022-12-25 11:39:00  更:2022-12-25 11:42:02 
 
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