1、引言/动机
多线程（MT）并行运行相互独立的子任务，提升整个任务的效率。
多线程适合的任务的特点：它们本质上是异步的，需要有多个并发事务，各个事务的运行顺序可以是不确定的，随机的，不可预测的。运算密集型的任务一般较容易分隔成多个子任务。

2、进程和线程
进程有自己的地址空间、内存、数据栈及其他记录运行轨迹的辅助数据。
进程之间使用进程间通讯（IPC）共享信息。OS为进程公平分配时间，进程也可以通过fork和spawn操作完成其他任务。
线程（轻量级进程）所有线程运行在同一个进程中，共享相同的运行环境。线程有自己的指令指针，记录自己运行到什么地方。线程的运行可能被抢占（中断）、暂时挂起（睡眠）。一个进程中各线程间共享一片数据空间，线程之间可以方便共享数据及相互通讯。
竞态条件指多个线程共同访问同一片数据，由于数据访问的顺序不一致有可能导致数据结果的不一致的问题。线程库通过同步原语来控制线程的执行和数据的访问。

3、Python、线程和全局解释器锁
（1）全局解释器锁
Python虚拟机（也叫解释器主循环）控制Python代码执行。在主循环中，同时只有一个线程在执行。对Python虚拟机的访问由全局解释器锁（global interpreter lock，GIL）来控制。
在多线程环境中，Python虚拟机按照以下方式执行。
①设置GIL。
②切换到一个线程去执行。
③运行：a.指定数量的字节码的指令，或者b.线程主动让出控制（可以调用time.sleep(0)）
④把线程设置为睡眠状态。
⑤解锁GIL。
⑥再次重复以上所有步骤。
在调用外部代码（如C/C++扩展函数）时，GIL将会被锁定，直到函数结束为止。
（2）退出线程
调用thread.exit()或sys.exit()或抛出一个SystemExit异常等。不过，不可以直接”杀掉“一个线程。

• thread模块：不建议使用，当线程退出时，所有其它线程没有被清除就退出了。
• threading模块：可确保所有”重要的“子线程都退出后，进程才会结束。

（3）在Python中使用线程
Python提供了几个用于多线程编程的模块，包括thread、threading和Queue等。
thread和threading用于创建和管理线程。
thread模块提供了基本的线程和锁的支持，而threading模块提供更高级别，功能更强的线程管理功能。threading模块的同步原语更丰富。
不建议使用thread模块：thread功能没有threading完善；thread对线程结束工作没有进行适当的控制。

4、thread模块
thread模块除了产生线程外，也提供了基本的同步数据结构锁对象（lock object，也叫原语锁、简单锁、互斥锁、互斥量、二值信号量）。
（1）模块函数

• start_new_thread(function,args,kwargs=None)产生一个新线程来运行函数function，该函数前两个参数是必须的，就算运行的函数不需要参数，也要传入一个空元组。
• allocate_lock() 分配一个LockType类型的锁对象
• exit() 让线程退出

（2）LockType类型锁对象方法

• acquire(wait=None)尝试获取锁对象
• locked() 如果获取了锁对象返回True，否则返回False
• release() 释放锁

5、threading模块
threading模块提供了Thread类，还提供了各种很好用的同步机制。
（1）threading模块对象

• Thread 表示一个线程的执行的对象
• Lock 锁原语对象
• Rlock 可重入锁对象，使单线程可以再次获得已经获得了的锁（递归锁定）
• Condition 条件变量对象，能让线程停下来等待其他线程满足了某个”条件”。
• Event 通用的条件变量。多个线程可以等待某个事件的发生，当事件发生后，所有的线程都会被激活
• Semaphore 为等待锁的线程提供一个类似“等待室”的结构
• BoundedSemaphore 与Semaphore类似，只是它不允许超过初始值
• Timer 与Thread类似，只是它要等待一段时间后才开始执行

（2）Thread类
Thread类可以用多种方法来创建线程。

• 创建一个Thread类的实例，传给它一个函数。
• 创建一个Thread类的实例，传给它一个可调用的类对象。
• 从Thread类派生出一个子类，创建一个这个子类的实例。

Thread类有很多thread模块里没有的函数。

• start() 开始线程的执行
• run() 定义线程的功能的函数（一般会被子类重写）
• join(timeout=None) 程序挂起，直到线程结束；如果给出timeout，则最多阻塞timeout秒
• getName() 返回线程的名字
• setName(name) 设置线程的名字
• isAlive() 表示线程是否还在运行中
• isDaemon() 返回线程的daemon标志
• setDaemon(daemonic) 把线程的daemon标志设置为daemonic（一定要在调用start()函数前调用）

（3）threading模块中的其他函数

• activeCount() 当前活动的线程对象的数量
• currentThread() 返回当前线程对象
• enumerate() 返回当前活动线程的列表
• settrace(func) 为所有线程设置一个跟踪函数
• setprofile(func) 为所有线程设置一个profile函数

（4）补充
守护线程：若设置一个线程为守护线程，在进程退出时，不用等待这个线程退出。整个Python会在所有的非守护线程退出后才结束。threading模块支持守护线程，thread模块不支持。

• 使用setDaemon()函数设定线程的daemon标志来设置守护线程。thread.setDaemon(True)就表示这个线程”不重要“
• thread.isDaemon()函数来判断其daemon标志的值。新的子线程会继承其父线程的daemon标志。

6、Queue模块
Queue模块可以用来进行线程间的通讯，让各个线程之间共享数据。
（1）Queue模块函数

• queue(size) 创建一个大小为size的Queue对象

（2）Queue对象函数

• qsize() 返回队列的大小（由于在返回的时候，队列可能会被其它线程修改，所以这个值是近似值）
• empty() 返回队列是否为空
• full() 返回队列是否已满
• put(item,block=0) 把item放到队列中，如果给了block，函数会一直阻塞到队列中有空间位置
• get(block=0) 从队列中取一个对象，如果给了block，函数会一直阻塞到队列中有对象为止

7 、相关模块

• thread 基本的、低级别的线程模块
• threading 高级别的线程和同步对象
• Queue 供多线程使用的同步先进先出队列
• mutex 互斥对象
• SocketServer 具有线程控制的TCP和UDP管理器