如何改变 Python 中线程的执行顺序

一、主线程会等待所有的子线程结束后才结束

首先我看下最普通情况下，主线程和子线程的情况。

import threading
from time import sleep, ctime

def sing():
    for i in range(3):
        print("正在唱歌...%d" % i)
        sleep(1)


def dance():
    for i in range(3):
        print("正在跳舞...%d" % i)
        sleep(1)


if __name__ == "__main__":
    print("---开始---:%s" % ctime())

    t1 = threading.Thread(target=sing)
    t2 = threading.Thread(target=dance)

    t1.start()
    t2.start()

    print("---结束---:%s" % ctime())

运行结果：

最后一行打印的代码就算在一开始运行了，程序也不会结束。

只有等待所有的子线程(sing 和 dance)都执行完毕，主线程才会结束，即程序结束。

二、默认状态下，多线程的执行顺序是不确定的

我们先来看一段代码：

import threading
import time

class MyThread(threading.Thread):
    def run(self):
        for i in range(3):
            time.sleep(1)
            msg = "I"m "+self.name+" @ "+str(i)
            print(msg)

def test():
    for i in range(5):
        t = MyThread()
        t.start()

if __name__ == "__main__":
    test()

运行结果：

I"m Thread-1 @ 0
I"m Thread-2 @ 0
I"m Thread-3 @ 0
I"m Thread-4 @ 0
I"m Thread-5 @ 0
I"m Thread-1 @ 1
I"m Thread-3 @ 1
I"m Thread-2 @ 1
I"m Thread-4 @ 1
I"m Thread-5 @ 1
I"m Thread-1 @ 2
I"m Thread-3 @ 2
I"m Thread-2 @ 2
I"m Thread-4 @ 2
I"m Thread-5 @ 2

每次的运行结果可能都不一样，但大体差不多。

说明：

从代码和执行结果我们可以看出，多线程程序的执行顺序是不确定的。

当执行到 sleep 语句时，线程将被阻塞，到 sleep 结束后，线程进入就绪状态，等待调度，而线程调度将自行选择一个线程执行。

上面的代码中只能保证每个线程都运行完整个 run 函数，但是线程的启动顺序、run 函数中每次循环的执行顺序都不能确定。

总结

每个线程默认有一个名字，尽管上面的例子中没有指定线程对象的 name，但是 python 会自动为线程指定一个名字。

当线程的 run() 方法结束时该线程完成。

无法控制线程调度程序，但可以通过别的方式来影响线程调度的方式。

三、Python daemon 守护线程详解

当程序中拥有多个线程时，主线程执行结束并不会影响子线程继续执行。

换句话说，只有程序中所有线程全部执行完毕后，程序才算真正结束。

Python 还支持创建另一种线程，称为守护线程（或后台线程）。

此类线程的特点是，当程序中主线程及所有非守护线程执行结束时，未执行完毕的守护线程也会随之消亡，程序将结束运行。

守护线程本质也是线程，因此其创建方式和普通线程一样，唯一不同之处在于，将普通线程设为守护线程，需通过线程对象调用其 damon 属性，将该属性的值改为 True。

注意：线程对象调用 daemon 属性必须在调用 start() 方法之前，否则 Python 解释器将报 RuntimeError 错误。

import threading

def action(len):
    for i in range(len):
        print(threading.current_thread().getName() + "," + str(i))

def main():
    t1 = threading.Thread(target=action, args=(10,))
    # 设置子线程为守护进程
    t1.daemon = True
    t1.start()

    for i in range(3):
        print(threading.current_thread().getName()+","+str(i))

if __name__ == "__main__":
    main()

运行结果：

Thread-1,0
MainThread,0
MainThread,1
MainThread,2

程序中，子线程里的程序就循环了一次，接着主线程执行完后，子线程就不打印信息了。

由于该程序中除了守护线程就只有主线程，因此只要主线程执行结束，则守护线程也随之消亡。

四、控制线程执行顺序

通过前面的学习我们知道，主线程和子线程会轮流获得 CPU 的资源。

但有时候，我们想让某个子线程先执行，然后再让主线程执行代码，该如何实现呢？

很简单，通过调用线程对象的 join() 方法即可。

join() 方法的功能是在程序指定位置，优先让该方法的调用者使用 CPU 资源。

该方法的语法格式如下：

thread.join( [timeout] )

timeout 参数作为可选参数，其功能是指定 thread 线程最多可以霸占 CPU 资源的时间（以秒为单位）。

如果省略，则默认直到 thread 执行结束（进入死亡状态）才释放 CPU 资源。

我们仍旧拿上面的例子来举例：

import threading

def action(len):
    for i in range(len):
        print(threading.current_thread().getName() + "," + str(i))

def main():
    t1 = threading.Thread(target=action, args=(10,))
    # 设置子线程为守护进程
    t1.daemon = True
    t1.start()
    t1.join()
    for i in range(3):
        print(threading.current_thread().getName()+","+str(i))

if __name__ == "__main__":
    main()

我们在子线程调用的后面，添加了 t1.join()。

运行结果：

Thread-1,0
Thread-1,1
Thread-1,2
Thread-1,3
Thread-1,4
Thread-1,5
Thread-1,6
Thread-1,7
Thread-1,8
Thread-1,9
MainThread,0
MainThread,1
MainThread,2

上面的例子中，t1 线程调用了 join() 方法，并且没有指定具体的 timeout 参数值。

这意味着如果程序想继续往下执行，必须先执行完 t1 子线程。