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主线程等待子线程结束继续执行

在编写多线程程序时,有时候需要主线程等待子线程完成后再进行下一步操作。这个功能很常见,我们可以通过各种方式来实现。下面从多个方面来讨论主线程等待子线程结束继续执行的实现方式。

一、使用join()函数等待子线程结束

join()函数是一个线程对象的方法,用于等待线程执行完成。主线程调用join()函数会被阻塞,直到子线程执行完毕才会继续执行。

import threading
import time

def worker():
    print("子线程开始执行")
    time.sleep(2)
    print("子线程执行完毕")

thread = threading.Thread(target=worker)
thread.start()

print("主线程开始执行")
thread.join()
print("主线程执行完毕")

上面的代码中,主线程调用了子线程的join()方法,主线程会被阻塞,直到子线程执行完毕才会继续执行。如果没有调用join()方法,则主线程会在子线程启动后立即执行完毕。

二、使用Semaphore等待子线程结束

Semaphore信号量是一种线程同步的原语。可以用它来实现线程之间的资源竞争和协作。Semaphore有一个计数器,当计数器大于0时,可以继续执行。当计数器为0时,需要等待其他线程释放Semaphore才能继续执行。

下面的示例使用Semaphore来实现主线程等待子线程完成的功能:

import threading
import time

sem = threading.Semaphore(0)

def worker():
    print("子线程开始执行")
    time.sleep(2)
    print("子线程执行完毕")
    sem.release()

thread = threading.Thread(target=worker)
thread.start()

print("主线程开始执行")
sem.acquire()
print("主线程执行完毕")

在上面的代码中,Semaphore的计数器初始值为0,当子线程运行完毕后,调用Semaphore的release()方法释放资源,使得Semaphore的计数器增加1。主线程在调用acquire()方法时会被阻塞,直到子线程执行完毕后释放资源,使得Semaphore的计数器增加1,主线程才会继续执行。

三、使用Event等待子线程结束

Event是一种线程同步的原语,可以用它来实现线程之间的协作。一个线程等待另一个线程设置Event信号才能继续执行。

下面是一个使用Event等待子线程结束的示例:

import threading
import time

event = threading.Event()

def worker():
    print("子线程开始执行")
    time.sleep(2)
    print("子线程执行完毕")
    event.set()

thread = threading.Thread(target=worker)
thread.start()

print("主线程开始执行")
event.wait()
print("主线程执行完毕")

在上面的代码中,主线程执行到event.wait()时会被阻塞,直到子线程执行完毕后设置Event信号使得event.is_set()返回True,主线程才会继续执行。

四、使用Queue等待子线程结束

Queue是一个线程安全的队列,可以用它来实现线程之间的协作和通信。主线程向队列中放置任务,子线程从队列中取出任务并执行。当队列为空时,子线程会阻塞等待。

下面是一个使用Queue等待子线程结束的示例:

import threading
import time
import queue

q = queue.Queue()

def worker():
    while True:
        task = q.get()
        if task is None:
            break
        print(f"子线程开始执行任务{task}")
        time.sleep(2)
        print(f"子线程执行完毕任务{task}")
    print("子线程执行完毕")

thread = threading.Thread(target=worker)
thread.start()

print("主线程开始执行")
for i in range(3):
    q.put(i)
thread.join()
q.put(None)
print("主线程执行完毕")

在上面的代码中,主线程向队列中放置3个任务,子线程不断从队列中取出任务并执行,直到取出任务为None时退出循环。主线程在子线程执行完毕后向队列中再放置一个空任务,使得子线程能够退出循环。