有关Python中线程的超时控制以及一个简单的应用


一、 简单介绍

线程的超时控制在实际的应用中肯定是广泛存在的，比如网络连接超时(socket)，文件处理超时等等，但是现在的编程语言貌似都没有很好的处理机制来实现超时管理(也可能是我孤陋寡闻，知道的弟兄不妨赐教下，感激不尽！)，一般的说法都是不要特意的去从外部杀死一个线程，退出线程的正确方法是让线程中的run()方法运行结束或者如果run()方法是一个循环在run()方法里面设置一个选项变量来控制循环终止条件(其实还是让run()“自然死亡”)。有些编程语言，比如Python，在其多线程机制里面，如 threading.Thread，根本没有提供终止线程的方法(http://docs.python.org/library/threading.html#thread-objects )。

那么我们怎么让线程超时退出呢，或者说怎么实现超时管理？ 其实这需要一点策略。

在说这方面的事情之前，首先了解下怎么在python里面编写多线程的程序，让你的类继承 threading.Thread，并且在类的__init__()方法里面首先调用threading.Thread的__init__()方法，而且你的类必须有一个无参数的run()方法，比如下面的例子：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import threading
########################################################################
class MyThread(threading.Thread):
    """A simple threading class."""
    #----------------------------------------------------------------------
    def __init__(self):
        """Constructor"""
        threading.Thread.__init__(self, name = "Thread-1")
       
    #----------------------------------------------------------------------
    def run(self):
        """The working method, put all the work of the class in it."""
        print "I am a threading class, my name is: %s " % self.getName()
        print "I am stopping ..."
       
mythread = MyThread()
mythread.start()

二、Python中提供的线程超时检测机制

线程的超时与否可以用Python自己提供的机制来检测， 这就是线程的 join() 函数，在python的文档里面可以找到该函数的详细说明(http://docs.python.org/library/threading.html#threading.Thread.join )。 简单地说，如果同时执行了2个线程t1 和 t2，如果想让一个线程等待另一个线程执行结束再执行的话，那么必须执行被等待线程的join()方法，代码示例如下：

#----------------------------------------------------------------------
def test():
    """A task control function."""
    ... # previous job
    t1 = Thread1()
    t2 = Thread2()
    t1.start()
    t2.start()
    t2.join(10) # wait here until t2 is over or timeout occured(10 seconds)
    ... # the next job

通过上面的链接查到join()方法的文档可以知道， 该方法有一个可选的参数 timeout,  如果像上面的例子中设置了该参数的话， 执行了该函数会在此等待t2线程10秒钟，在此期间调用程序(caller)什么也不做，就等着，直到t2结束了或者超时了，才会执行下面的代码。如果不设置timeout参数， caller会在此等待直到t2运行结束。这里需要注意的是， join()函数在这里只相当于一个“采样”，它不会在超时的时候终止t2的执行，实际上t2在超时的情况下还是会执行直到其结束或者另一种情况，caller结束了，但是前提是t2必须被设置为“守护线程(daemon)”(详情见下面的应用实例)。

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无需操作系统直接运行 Python 代码 

CentOS上源码安装Python3.4 

《Python核心编程 第二版》.(Wesley J. Chun ).[高清PDF中文版]

《Python开发技术详解》.( 周伟,宗杰).[高清PDF扫描版+随书视频+代码]

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Python 语言的发展简史

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我们只是知道在那里等待了特定的时间再执行下面的代码，那么我们怎么判断t2是否是执行结束了还是线程超时了呢？ 这就需要知道线程的"活动(alive)"的概念。大体上，一个线程自从start()方法被调用开始直到run()函数返回的这段期间都被认为是活动的， 而且python提供了一个方法 isAlive()来判断线程是否是活动的。对，就是这样，如果超时了的话，isAlive()方法肯定返回的True(因为join()方法不会结束线程，所以线程仍然是活动的)， 而如果是执行结束了，run()函数肯定已经返回了，那么isAlive()方法肯定返回False。代码示例如下：

#----------------------------------------------------------------------
def test():
    """A task control function."""
    ... # previous job
    t1 = Thread1()
    t2 = Thread2()
    t1.start()
    t2.start()
    t2.join(10) # wait here until t2 is over or timeout occured(10 seconds)
    if t2.isAlive(): # if t2 is still alive, then it is time out!
 print 't2 is time out!'
    ... # the next job

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