python - 设置空闲线程/信令线程

Question

我正在使用 Python 和 wxPython 来编写应用程序。

我正在考虑实现此目的的方法可能不是最好的 - 如果是这种情况，请告诉我，因为我愿意重构。

现在，我有一个 GUI 表单。主程序开始点实例化 GUI 窗体的一个实例，然后运行 ​​wx.mainLoop()，这会导致应用程序的主初始线程在应用程序的生命周期内阻塞。

我们当然知道，当 UI 中发生事件时，UI 线程会为它们运行代码。

现在，我有另一个线程 - 一个工作线程。该线程需要闲置，然后当 UI 线程中发生某些事情时，例如单击一个按钮，我希望工作线程停止空闲并执行其他操作 - 运行一个函数，例如。

我现在无法想象这一点，但我可以看到随着应用程序变得越来越复杂，还必须在工作线程实际上忙于做某事时向它发出信号。

我对这个设置有两个问题:

如何在不占用 CPU 时间的情况下让我的工作线程空闲？做类似 while True: pass 的事情会占用 CPU 时间，而类似 while True: time.sleep(0.1)不允许对事件做出即时 react 。

向工作线程发出信号以执行某些操作的最佳方法是什么？我不希望 UI 线程执行某些操作，我希望 UI 线程向工作线程发出信号，表明它应该更改其正在执行的操作。理想情况下，我有一些方法让工作线程向 UI 本身注册回调，以便当单击按钮或发生任何其他 UI 事件时，工作线程会收到信号以更改其正在执行的操作。

那么，这是实现这一目标的最佳方式吗？最好的方法是什么？

谢谢!

Answer 1

第一:首先你真的需要一个后台线程来闲置吗？

在大多数平台上，启动一个新线程的成本很低。 (除了在 Windows 和 Linux 上，它非常便宜。)那么，为什么不在需要时启动线程呢？ (保留线程列表和保留单个线程一样容易，对吗？)

或者，为什么不创建一个 ThreadPoolExecutor ，然后将作业提交给它，让执行程序担心它们何时运行以及在哪个线程上运行。任何时候您只要考虑“需要在不阻塞主线程的情况下运行的任务”而不是“需要等待工作的工作线程”，您的生活就会变得更轻松。在幕后，仍然有一个或多个工作线程在等待队列，或其他类似的东西，但那部分都是为您编写(并调试和优化)的。您只需要编写任务，它们只是常规函数。

但是，如果你想编写显式的后台线程，你可以，所以我会解释一下。

How can I make my worker thread idle without using up CPU time? … What's the best way to signal into the worker thread to do something?

在值准备好之前空闲线程的方法是等待同步对象。在任何现代操作系统上，等待同步对象意味着操作系统停止为您提供任何 CPU 时间，直到该对象为您准备好。*

您可以在 Threading 中看到各种不同的选项。模块文档，但在大多数情况下，最明显的使用方式是 Condition .然后向工作线程发送信号的方法是 notify Condition .

然而，经常是 Queue 简单很多。等待 Queue ，只需调用其 get方法与 block=True .要通知另一个线程唤醒，只需 put关于 Queue 的东西. (在幕后， Queue 包含 list 或 deque 或其他集合， Lock 和 Condition ，所以你只需告诉它你想要做什么——检查一个值，阻塞直到有一个值，添加一个值——而不是处理等待和信号以及保护集合。)

见 controlling UI elements in wxPython using threading的回答了解如何在两个方向上发出信号，从工作线程到 UI 线程，反之亦然。

I'd have some way for the worker thread to register a callback with the UI itself, so that when a button is clicked or any other UI Event happens, the worker thread is signalled to change what it's doing.

如果你愿意，你可以这样做。刚通过 self.queue.put或 def callback(value): self.value = value; self.condition.notify()或者作为回调的任何东西，GUI 线程甚至不必知道回调正在触发另一个线程。

事实上，这是一个非常好的设计，当您决定在内联和后台线程之间来回移动一些代码时，或者将其移到子进程而不是后台线程，或者其他任何时候，它可能会让您以后感到非常高兴。

I can't envision this right now but I could see as the app gets more complex also having to signal the worker thread while it's actually busy doing something.

但是如果它很忙，你想发生什么？

如果你只想说“如果你闲着，醒来做这个任务；否则，捕获它，等你准备好了就做”，这正是 Queue ，或 Executor ，会自动为你做。

如果你想说，“如果你闲着，就醒醒，否则，别担心”，那就是 Condition或 Event会做。

如果你想说，“如果你闲着，醒来做这个，否则，取消你正在做的事情，然后做这个”，那就有点复杂了。您几乎需要让后台线程在繁忙时定期检查“interrupt_me”变量(并在其周围放置一个 Lock)，然后您将设置该标志并通知 Condition ...虽然在某些情况下，您可以将空闲和忙碌的情况合并为一个 Condition或 Event (空闲时调用无限 wait()，忙时快速检查 wait(timeout=0))。

* 在某些情况下——例如，Linux futex或 Windows CriticalSection — 在某些情况下，它实际上可能会占用一点 CPU 时间，因为这恰好是一个很好的优化。但关键是，在您准备好使用它之前，您不会要求任何 CPU 时间。