Python中，threading.Thread如何让出其时间片？

Question

我有一个线程正在轮询一块硬件设备。

while not hardware_is_ready():
    pass
process_data_from_hardware()

但是还有其他线程（和进程！）可能有事情要做。如果是这样，我不想在每个指令中都消耗cpu检查硬件。我已经有一段时间没有处理线程了，当我处理时不是用的Python，但我相信大多数线程库都有一个yield函数或类似的函数，允许线程告诉调度程序“给其他线程一个机会。”

while not hardware_is_ready():
    threading.yield()          # This function doesn't exist.
process_data_from_hardware()

但我在线程文档中找不到类似的内容。Python确实有一个yield语句，但我相信那完全是另一回事（与生成器有关）。

这里应该怎么做才正确呢？

- Tom Future

Answer 1

time.sleep(0)足以让出控制权，无需使用正的epsilon值。事实上，time.sleep(0)的意思是“让出给任何其他准备就绪的线程”。

- Alex Martelli

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这个有文献资料吗？我认为这可能是真的——我在其他语言中看到过——但我在Python文档中没有找到提到它的地方。 - Tom Future

例如，http://docs.python.org/library/sched.html 中的一句话："在多线程应用程序中，每次事件运行后，为了让其他线程有机会运行，delayfunc将使用参数0进行调用。" （这里通常是time.sleep）。 我同意如果在time模块中能更直接地记录这个细节会更好;-) - Alex Martelli

Windows用户：将设置为0对我无效，time.sleep(0.0001)有效。 - driedler

这在我的Windows 7上使用Python 3.6.4无法工作。 - waszil

Answer 2

阅读全局解释器锁（GIL）相关内容。

例如：http://jessenoller.com/2009/02/01/python-threads-and-the-global-interpreter-lock/

此外：http://www.pyzine.com/Issue001/Section_Articles/article_ThreadingGlobalInterpreter.html

如果必须进行忙等待（例如轮询设备），请在代码中执行此操作。

time.sleep( 0.0001 )

这将导致线程调度程序。同时，我在http://homepage.mac.com/s_lott/iblog/architecture/C551260341/E20081031204203/index.html 中收集了一些注释和参考资料。

- S.Lott

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我不是专家，但我对GIL有一些了解。你能给我一点提示，特别是与这个问题有关的内容吗？目前我会使用time.sleep(epsilon)，但这种方法并不令人满意，因为我并没有特定的时间间隔需要睡眠。 - Tom Future

如果您的硬件无法发送中断，这是唯一的解决方案。 - Unknown

Python如何进行抢占式yielding而不使用time.sleep()？在什么条件下会发生yield？ - CMCDragonkai

三个链接似乎都失效了。 - trincot

Answer 3

time.sleep(0)可能不足以满足需求：

我曾经遇到过类似的问题，最后发现time.sleep(0)并不总是起作用，而time.sleep(0.0001)则有效。 在我的情况下，我使用的是标准版的Python，可以在python.org上找到。 通过查看C代码中sleep函数的实现，可以发现在调用sleep(0)和sleep(非0值)之间有微小的差别。

查看timemodule.c中的pysleep，你会发现在第一种情况下：

if (ul_millis == 0 || !_PyOS_IsMainThread()) {
  Py_BEGIN_ALLOW_THREADS
  Sleep(ul_millis);
  Py_END_ALLOW_THREADS
  break;
}

这被称为“允许线程”，它释放了GIL。在这种情况下，Sleep(0)等同于std::this_thread::yield()，然后再次声明GIL。 在处理非零值的代码中，除了实际的睡眠/等待之外，还会调用PyErr_CheckSignals - 正如其文档所述“检查是否已向进程发送信号，如果是，则调用相应的信号处理程序”。这可能解释了为什么在处理硬件时，time.sleep(0)不足够。因此，这可能是cpython实现方面的一个失误。这就是为什么time.sleep(0.0001)能够奇妙地起作用。

- michael_s

Answer 4

如果你在*nix上进行这个操作，你可能会发现 select 库很有用。 Kamaela 也有一些组件可能对您有用，但可能需要进行一些范式转换。

- Jason Baker