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麦子学院  2017-02-23 15:45

Python线程如何销毁？

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不要试图用强制方法杀掉一个 python线程 ，这从服务设计上就存在不合理性。  多线程本用来任务的协作并发，如果你使用强制手段干掉线程，那么很大几率出现意想不到的bug 。 请记住一点， 锁资源不会因为线程退出而释放锁资源 ！
　　我们可以举出两个常见的  例子：
　　1.  有个 A 线程拿到了锁，因为他是被强制干掉的，没能及时的 release() 释放锁资源，那么导致所有的线程获取资源是都被阻塞下去，这就是典型的死锁场景。
　　2.  在常见的生产消费者的场景下，消费者从任务队列获取任务，但是被干掉后没有把正在做的任务丢回队列中，那么这就造成了数据丢失。
　　下面是java 和 python 终止线程的方法 :
　　java 有三种方法可以使终止线程：
　　1.  使用退出标志，使线程正常退出，也就是当 run 方法完成后线程终止。
　　2.  使用 stop 方法强行终止线程（不推荐使用，因为 stop 和 suspend 、 resume 一样，也可能发生不可预料的结果）。
　　3.  使用 interrupt 方法中断线程。
　　python 可以有两种方法：
　　1.  退出标记
　　2.  使用 ctypes 强行杀掉线程
　　不管是python 还是 java 环境下，理想的停止退出线程方法是 让线程自个自杀，所谓的线程自杀就是 你给他一个标志位，他退出线程。
　　下面我们会采用多种方法来测试  停止python 线程的异常情况。 我们查看一个进程所有的执行线程 ,  进程是用过掌控资源，线程是用作调度单元，进程要被调度执行必须要有一个线程，默认的线程和进程的 pid 一样的。
　# xiaorui.cc

ps -mp 31449 -o THREAD,tid

USER    %CPUPRISCNTWCHAN  USER SYSTEM  TID
root      0.0  -    - -        -      -    -
root      0.0  19    - poll_s    -      - 31449
root      0.0  19    - poll_s    -      - 31450
　　获取到了进程所有的线程后，通过strace 得知  31450  是需要我们 kill 的线程 id ，当我们 kill 的时候，会出现整个进程都崩溃的情况。 在多线程环境下，产生的信号是传递给整个进程的，一般而言，所有线程都有机会收到这个信号，进程在收到信号的的线程上下文执行信号处理函数，具体是哪个线程执行的难以获知。也就是说，信号会随机发个该进程的一个线程。
　strace -p <spanstyle="font-size:14px;line-height:21px;">31450</span> Process <spanstyle="font-size:14px;line-height:21px;">31450</span> attached - interrupttoquit
select(0, NULL, NULL, NULL, {0, 320326}) = 0 (Timeout)
select(0, NULL, NULL, NULL, {1, 0})    = 0 (Timeout)
select(0, NULL, NULL, NULL, {1, 0})    = 0 (Timeout)
select(0, NULL, NULL, NULL, {1, 0})    = ? ERESTARTNOHAND (Toberestarted)
--- SIGTERM (Terminated) @ 0 (0) ---
Process <spanstyle="font-size:14px;line-height:21px;">31450</span> detached
　　上面出现的问题其实跟pthread 的说明是一致的。 当我们在 python 代码里加入  signal  信号处理函数后，回调函数可以防止整个进程的退出，那么问题来了，通过信号函数不能识别你要干掉哪一个线程，也就是说，不能精准的干掉某个线程。你虽然把信号发给 31450 线程 id ，但是信号受理人是所属进程的任何一个，另外传给信号处理函数的参数只有信号数和信号 stack 而已，可有可无的。
加了信号处理后，不会退出进程
select(0, NULL, NULL, NULL, {1, 0})    = 0 (Timeout)
select(0, NULL, NULL, NULL, {1, 0})    = ? ERESTARTNOHAND (Toberestarted)
--- SIGTERM (Terminated) @ 0 (0) ---
rt_sigreturn(0xffffffff)                = -1 EINTR (Interruptedsystemcall)
select(0, NULL, NULL, NULL, {1, 0})    = 0 (Timeout)
select(0, NULL, NULL, NULL, {1, 0})    = 0 (Timeout)
　　如果想从外部通知杀掉某个线程，那么可以构建使用rpc 服务，或者别的方式通信， signal 信号不可以，因为无法无法传递更多的信息。
　　python 的线程不是模拟的，是真实的内核线程，内核调用 pthread 方法，但 Python 上层没有提供关闭线程的方法，这就需要我们自己把握了。强烈推荐使用 event  或者 自定义标志位的方法， 如果非要强制杀掉线程，那么可以用 python ctypes PyThreadState SetAsyncExc  方法强制退出，这样对于运行的 python 服务没有什么影响。
　　该函数的实现原理比较简单，其实也是在python 虚拟机里做个标示位，然后由虚拟机运行一个异常来取消线程，虚拟机会帮你做好 try cache 。 切记不要在外部杀掉 python 的某个线程，虽然你能通过 ctypes 找到线程 id ，但是你直接 kill 会干掉整个进程的。
　　下面的代码是  用ctypes  杀掉线程的样例，不推荐使用，因为太粗暴了 .
　　# xiaorui.cc
　　import ctypes
　　def terminate_thread(thread):
　　if not thread.isAlive():
　　return
　　exc = ctypes.py_object(SystemExit)
　　res = ctypes.pythonapi.PyThreadState_SetAsyncExc(
　　ctypes.c_long(thread.ident), exc)
　　if res == 0:
　　raise ValueError("nonexistent thread id")
　　elif res > 1:
　　ctypes.pythonapi.PyThreadState_SetAsyncExc(thread.ident, None)
　　raise SystemError("PyThreadState_SetAsyncExc failed")
　　咱们简单look 一下 PyThreadState 源代码，总而言之触发线程的异常模式。 有兴趣的人可以阅读  python pystate.c  的设计，配合着 youtube 的一些视频分享。
　　int
　　PyThreadState_SetAsyncExc(long id, PyObject *exc) {
　　PyInterpreterState *interp = GET_INTERP_STATE();
　　...
　　HEAD_LOCK();
　　for (p = interp->tstate_head; p != NULL; p = p->next) {
　　if (p->thread_id == id) {
　　从链表里找到线程的id ，避免死锁，我们需要释放 head_mutex 。
　　PyObject *old_exc = p->async_exc;
　　Py_XINCREF(exc); # 增加该对象的引用数
　　p->async_exc = exc; #  更为 exc 模式
　　HEAD_UNLOCK();
　　Py_XDECREF(old_exc); #  因为要取消，当然也就递减引用
　　...
　　return 1; # 销毁线程成功
　　}
　　}
　　HEAD_UNLOCK();
　　return 0;
　　}
　　原生posix pthread  可以使用  ptread_cancel(tid)  在主线程中结束子线程。但是  Python  的线程库不支持这样做，理由是我们不应该强制地结束一个线程，这样会带来很多隐患，应该让该线程自己结束自己。所以在  Python  中，推荐的方法是在子线程中循环判断一个标志位，在主线程中改变该标志位，子线程读到标志位改变，就结束自己。
　　类似这个逻辑:
　　def consumer_threading():
　　t1_stop= threading.Event()
　　t1 = threading.Thread(target=thread1, args=(1, t1_stop))
　　t2_stop = threading.Event()
　　t2 = threading.Thread(target=thread2, args=(2, t2_stop))
　　time.sleep(duration)
　　#stop the thread2
　　t2_stop.set()
　　def thread1(arg1, stop_event):
　　while(not stop_event.is_set()):
　　#similar to time.sleep()
　　stop_event.wait(time)
　　pass
　　def thread2(arg1, stop_event):
　　while(not stop_event.is_set()):
　　stop_event.wait(time)
　　pass
　　简单的总结，虽然我们可以用ctypes 里的 pystats 来控制线程，但这种粗暴中断线程的方法是不合理的。 请选用 自杀模式 ！如果你的线程正在发生 io 阻塞，而不能判断事件怎么办？ 你的程序需要做优化了，最少在网络 io 层需要有主动的 timeout ，避免一直的阻塞下去。

来源： 峰云就她了