[ Россум, Дрейк, Откидач ] Язык программирования Python

Объект, представляющий условие, имеет методы acquire() и release(), которые вызывают соответствующие методы ассоциированного объекта, реализующего блокировку. Он также имеет методы wait(), notify() и notifyAll(), которые должны вызываться только после того, как будет вызван метод acquire(). При вызове метода wait() объект-условие освобождает ассоциированный объект и блокирует выполнение до тех пор, пока из другого потока не будет вызван метод notify() или notifyAll(). После пробуждения метод снова захватывает ассоциированный объект. Вы можете указать максимальное время ожидания.

Методы notify() и notifyAll() не освобождают ассоциированный объект, реализующий блокировку. Таким образом, поток или потоки, вызвавшие метод wait(), будут пробуждены только после того, как поток, вызвавший notify() или notifyAll() окончательно освободит ассоциированный объект.

Приведем простой пример с производством и потреблением объектов. Пусть функция make_an_item_available() производит объект, get_an_available_item()

его потребляет и an_item_is_available() возвращает истину, если есть в наличии произведенные (но еще не употребленные) объекты. Тогда следующие фрагменты кода могут быть использованы в потоках производителя и потребителя соответственно:

# рТПЙЪЧПДЙН ПДЙО ПВЯЕЛФ cv.acquire() make_an_item_available() cv.notify() cv.release()

# рПФТЕВМСЕН ПДЙО ПВЯЕЛФ cv.acquire()

while not an_item_is_available(): cv.wait()

get_an_available_item()

cv.release()

acquire([...])

release()

Вызывают одноименные методы ассоциированного объекта, реализующего блокировку.

wait([timeout])

Освобождает ассоциированный объект, реализующий блокировку, ожидает, пока другим потоком не будет вызван метод notify() или notifyAll(), и снова захватывает ассоциированный объект. Если задан и не равен None аргумент timeout (вещественное число), он указывает максимальное время ожидания в секундах. По умолчанию время ожидания не ограничено.

Если для блокировки используется объект, возвращаемый функцией RLock(), этот метод использует его детали реализации для полного освобождения и восстановления уровня захвата объекта.

notify()

Пробуждает один поток, ожидающий выполнения условия, если таковой имеется.

notifyAll()

Пробуждает все потоки, ожидающие выполнения условия.

22.2.3Семафоры

Объекты, возвращаемые функцией Semaphore() имеют такой же набор методов, как и объекты, реализующие блокировку (см. раздел 22.2.1). Семафор управляет внутренним счетчиком, который уменьшается при каждом вызове метода acquire() и увеличивается при каждом вызове метода release(). Начальное значение счетчика определяет аргумент, переданный конструктору Semaphore(). Значение счетчика не может стать меньше нуля: вызов метода acquire() при значении счетчика равным нулю блокирует выполнение до тех пор, пока значение не увеличится, то есть пока другой поток не вызовет метод release().

22.2.4События

Объекты, возвращаемые функцией Event() реализуют простейший механизм взаимодействия потоков: один поток подает сигнал о возникновении события и один или более потоков ожидают его. Объект-событие имеет внутренний флаг. Если этот флаг является истиной, событие считается наступившим. Изначально (при создании объекта) флаг является ложью.

isSet()

Возвращает 1, если событие наступило (внутренний флаг является истиной).

set()

Устанавливает наступление события (внутренний флаг становится истинным). Все потоки, ожидающие события, пробуждаются.

clear()

Отменяет наступление события (внутренний флаг становится ложным).

wait([timeout])

Ожидает наступления события, то есть, если внутренний флаг является ложью, блокирует выполнение потока до тех пор, пока другой поток не вызовет метод set(). Если задан и не равен None аргумент timeout (вещественное число), он указывает максимальное время ожидания в секундах. По умолчанию время ожидания не ограничено.

22.2.5Объекты, представляющие потоки

Экземпляры класса Thread представляют действия, выполняемые в отдельном потоке. Существует два способа определить эти действия: передача объекта, поддерживающего вызов, в качестве аргумента с именем target или переопределение метода run() в производных классах. В производных классах не следует переопределять другие методы, за исключением, возможно, конструктора. Если Вы переопределяете конструктор, не забудьте вызвать конструктор дочернего класса (Thread.__init__()) до того, как Вы будете что-либо делать с потоком.

После создания объекта, представляющего поток, Вы можете запустить его с помощью метода start(). После запуска поток считается активным до тех пор, пока не закончится выполнение метода run().

Каждый поток, реализованный с помощью Thread или производного от него класса имеет имя. Имя может быть задано при инициализации или с помощью метода setName() и извлечено с помощью метода getName().

Поток может “присоединиться” к другому потоку, вызвав метод join() объекта, представляющего этот поток. При этом выполнение потока, вызвавшего метод join() приостанавливается до тех пор, пока не завершится выполнение потока, к объекту которого был применен метод.

Поток может быть помечен как фоновый (daemon). Выполнение всей программы будет завершено только после того, как активными останутся только фоновые потоки. Начальное значение наследуется от текущего потока. Этот флаг может быть изменен с помощью метода setDaemon() и извлечен с помощью метода getDaemon().

Существует также объект, соответствующий основному потоку. Основной поток не является фоновым. Возможно также создание объектов, соответствующих “посторонним” потокам, то есть потокам, созданным без помощи модуля threading. Такие объекты имеют ограниченную функциональность. Они всегда считаются активными, фоновыми и к ним нельзя присоединиться с помощью метода join().

start()

Запускает выполнение задачи (метод run() объекта) в отдельном потоке. Этот метод может быть вызван не более одного раза.

run()

Этот метод представляет задачу, которая должна быть выполнена в отдельном потоке. Вы можете переопределить этот метод в производном классе. Стандартный метод run() вызывает функцию, указанную при инициализации объекта (аргумент с именем target).

join([timeout])

Этот метод приостанавливает работу текущего потока (который вызвал метод) до окончания выполнения потока, к объекту которого метод применяется. Если задан и не равен None аргумент timeout (вещественное число), он указывает макси-

мальное время в секундах ожидания завершения работы потока. По умолчанию (и если аргумент timeout равен None) время ожидания не ограничено.

Кодному потоку можно присоединиться несколько раз. Поток не может присоединиться к самому себе, так как это привело бы к (мертвой) блокировке самого себя.

Кпотоку нельзя присоединиться до того, как он будет запущен.

getName()

Возвращает имя потока.

setName(name)

Устанавливает имя потока. Имя потока является строкой, которая может быть использована для его идентификации. Несколько потоков могут иметь одинаковое имя. Начальное имя устанавливается конструктором.

isAlive()

Возвращает 1, если поток активен. Поток считается активным с момента вызова метода start() и до завершения выполнения задачи (метода run()).

isDaemon()

Возвращает значение внутреннего флага, который является истиной, если поток выполняется в фоновом режиме.

setDaemon(daemonic)

Устанавливает значение внутреннего флага, определяющего, в каком режиме выполняется поток, равным daemonic: если флаг является истиной, поток будет выполняться в фоновом режиме. Этот метод должен вызываться до запуска потока. Начальное значение наследуется от потока, создавшего данный поток.

Работа всей программы может быть завершена только после завершения работы всех нефоновых потоков.

22.3 Queue — синхронизированные очереди

Модуль Queue определяет класс, реализующий очередь (FIFO), доступ к которой может осуществляться из нескольких потоков. Доступность этого модуля зависит от наличия модуля thread.

Queue(maxsize)

Создает и возвращает объект-очередь. Аргумент maxsize (целое число) определяет максимальное количество элементов, которое можно поместить в очередь. По умолчанию, а также если maxsize меньше или равен нулю, размер очереди не ограничен.

Empty

Исключения этого класса генерируются при попытке извлечь из пустой или заблокированной очереди элемент с помощью метода get_nowait() (или get() с аргументом block равным нулю).

Full

Исключения этого класса генерируются при попытке добавить в полную или заблокированную очередь элемент с помощью метода put_nowait() (или put() с аргументом block равным нулю).

Экземпляры класса Queue имеют следующие методы:

qsize()

Возвращает количество элементов в очереди (в момент вызова метода).

empty()

Возвращает 1, если очередь (в момент вызова метода) пуста, иначе возвращает 0.

full()

Возвращает 1, если очередь (в момент вызова метода) содержит максимальное количество элементов, иначе возвращает 0.

put(item [, block])

Добавляет элемент в очередь. Если аргумент block опущен или является истиной, выполнение потока при необходимости приостанавливается до тех пор, пока в очереди не появится свободное место. Если аргумент block является ложью, элемент добавляется в очередь только, если это можно сделать немедленно, в противном случае генерируется исключение Full.

put_nowait(item)

Эквивалентно вызову put(item, 0).

get([block])

Извлекает (удаляет) элемент из очереди и возвращает его. Если аргумент block опущен или является истиной, выполнение потока при необходимости приостанавливается до тех пор, пока в очереди не появится элемент. Если аргумент block является ложью, элемент извлекается из очереди только, если это можно сделать немедленно, в противном случае генерируется исключение Empty.

get_nowait()

Эквивалентно вызову get(0).

Не следует полагаться на значения, возвращаемые методами qsize(), empty() и full(): к моменту их получения ситуация может уже измениться.

23.1.1 Общая для всех модулей часть интерфейса

Все перечисленные выше модули определяют функцию-конструктор и исключение:

open(filename [, flag [, mode]])

Открывает файл с именем filename базы данных и возвращает соответствующий ему объект. Если файл уже существует, функция anydbm.open() использует для определения его типа модуль whichdb и для файла используется соответствующий модуль. При создании нового файла anydbm.open() использует первый модуль из перечисленных выше, который может быть импортирован.

Аргумент flag может иметь одно из следующих значений:

’r’

Открыть существующий файл только для чтения (используется по умолчанию).

’w’

Открыть существующий файл для чтения и записи.

’c’

Открыть файл для чтения и записи. Если файл не существует, он будет создан.

’n’

Создать новую пустую базу данных (старый файл перезаписывается) и открыть ее для чтения и записи.

Вфункции dbhash.open() на платформах, поддерживающих блокировку, к флагу может быть добавлен символ ‘l’, если блокировка должна быть использована.

Вфункции gdbm.open() к флагу может быть добавлен символ ‘f’ для открытия файла в “быстром” режиме: в этом случае измененные данные не будут автоматически записываться в файл при каждом внесении изменений (см. также описание

метода sync() в разделе 23.1.3).

Аргумент mode указывает биты разрешений, которые будут установлены для файла, принимая во внимание маску разрешений (umask). По умолчанию используется

0666.

error

Класс исключений, которые генерируются в случае возникновения различных ошибок, характерных для данного модуля. Заметим, что если в базе данных отсутствует запись с определенным ключом, генерируется исключение KeyError.

Имя dbhash.error является псевдонимом для класса bsddb.error.

В модуле anydbm эта переменная ссылается на кортеж классов исключений, которые могут быть сгенерированы непосредственно модулем anydbm (первый элемент) или одним из модулей, реализующим доступ к базе данных. Это не вносит каких-либо неудобств, так как кортежи с классами исключений, указанные после ключевого слова except, могут быть вложенными произвольным образом.

Объекты, возвращаемые функциями open() всех перечисленных модулей, поддерживают большинство операций, характерных для отображений: извлечение, установка и

удаление значений по ключу, а также методы has_key() и keys(). Ключи и значения должны быть обычными строками. Кроме того, эти объекты имеют еще один метод:

close()

Закрывает файл с базой данных.

Объекты, возвращаемые функциями dbhash.open() и gdbm.open(), имеют дополнительные методы, описанные ниже.

23.1.2Дополнительные методы объектов, возвращаемых функцией dbhash.open()

first()

Возвращает кортеж с ключом и значением первой записи в базе данных. Если база данных не содержит ни одной записи, генерируется исключение KeyError. Используя методы first() и next() Вы можете обойти все записи в базе данных.

next()

Возвращает кортеж с ключом и значением следующей записи. Например, следующий код выводит все записи, содержащиеся в базе данных, не создавая их список в памяти:

k, v = db.first() try:

print k, v

k, v = db.next() except KeyError:

pass

sync()

Сбрасывает на диск все не записанные данные.

23.1.3Дополнительные методы объектов, возвращаемых функцией gdbm.open()

firstkey()

Возвращает ключ первой записи в базе данных. Вы можете перебрать все записи базы данных с помощью методов firstkey() и nextkey().

nextkey(key)

Возвращает ключ к записи, следующей за записью с ключом key. Следующий пример выводит ключи для всех записей, не создавая списка ключей в памяти:

k = db.firstkey() while k != None:

print k

k = db.nextkey(k)