home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Komputer for Alle 2004 #2 / K-CD-2-2004.ISO / OpenOffice Sv / f_0397 / python-core-2.2.2 / lib / threading.py < prev    next >
Encoding:
Python Source  |  2003-07-18  |  19.9 KB  |  693 lines

  1. """Proposed new threading module, emulating a subset of Java's threading model."""
  2.  
  3. import sys
  4. import time
  5. import thread
  6. import traceback
  7. import StringIO
  8.  
  9. # Rename some stuff so "from threading import *" is safe
  10.  
  11. _sys = sys
  12. del sys
  13.  
  14. _time = time.time
  15. _sleep = time.sleep
  16. del time
  17.  
  18. _start_new_thread = thread.start_new_thread
  19. _allocate_lock = thread.allocate_lock
  20. _get_ident = thread.get_ident
  21. ThreadError = thread.error
  22. del thread
  23.  
  24. _print_exc = traceback.print_exc
  25. del traceback
  26.  
  27. _StringIO = StringIO.StringIO
  28. del StringIO
  29.  
  30.  
  31. # Debug support (adapted from ihooks.py)
  32.  
  33. _VERBOSE = 0
  34.  
  35. if __debug__:
  36.  
  37.     class _Verbose:
  38.  
  39.         def __init__(self, verbose=None):
  40.             if verbose is None:
  41.                 verbose = _VERBOSE
  42.             self.__verbose = verbose
  43.  
  44.         def _note(self, format, *args):
  45.             if self.__verbose:
  46.                 format = format % args
  47.                 format = "%s: %s\n" % (
  48.                     currentThread().getName(), format)
  49.                 _sys.stderr.write(format)
  50.  
  51. else:
  52.     # Disable this when using "python -O"
  53.     class _Verbose:
  54.         def __init__(self, verbose=None):
  55.             pass
  56.         def _note(self, *args):
  57.             pass
  58.  
  59.  
  60. # Synchronization classes
  61.  
  62. Lock = _allocate_lock
  63.  
  64. def RLock(*args, **kwargs):
  65.     return apply(_RLock, args, kwargs)
  66.  
  67. class _RLock(_Verbose):
  68.  
  69.     def __init__(self, verbose=None):
  70.         _Verbose.__init__(self, verbose)
  71.         self.__block = _allocate_lock()
  72.         self.__owner = None
  73.         self.__count = 0
  74.  
  75.     def __repr__(self):
  76.         return "<%s(%s, %d)>" % (
  77.                 self.__class__.__name__,
  78.                 self.__owner and self.__owner.getName(),
  79.                 self.__count)
  80.  
  81.     def acquire(self, blocking=1):
  82.         me = currentThread()
  83.         if self.__owner is me:
  84.             self.__count = self.__count + 1
  85.             if __debug__:
  86.                 self._note("%s.acquire(%s): recursive success", self, blocking)
  87.             return 1
  88.         rc = self.__block.acquire(blocking)
  89.         if rc:
  90.             self.__owner = me
  91.             self.__count = 1
  92.             if __debug__:
  93.                 self._note("%s.acquire(%s): initial succes", self, blocking)
  94.         else:
  95.             if __debug__:
  96.                 self._note("%s.acquire(%s): failure", self, blocking)
  97.         return rc
  98.  
  99.     def release(self):
  100.         me = currentThread()
  101.         assert self.__owner is me, "release() of un-acquire()d lock"
  102.         self.__count = count = self.__count - 1
  103.         if not count:
  104.             self.__owner = None
  105.             self.__block.release()
  106.             if __debug__:
  107.                 self._note("%s.release(): final release", self)
  108.         else:
  109.             if __debug__:
  110.                 self._note("%s.release(): non-final release", self)
  111.  
  112.     # Internal methods used by condition variables
  113.  
  114.     def _acquire_restore(self, (count, owner)):
  115.         self.__block.acquire()
  116.         self.__count = count
  117.         self.__owner = owner
  118.         if __debug__:
  119.             self._note("%s._acquire_restore()", self)
  120.  
  121.     def _release_save(self):
  122.         if __debug__:
  123.             self._note("%s._release_save()", self)
  124.         count = self.__count
  125.         self.__count = 0
  126.         owner = self.__owner
  127.         self.__owner = None
  128.         self.__block.release()
  129.         return (count, owner)
  130.  
  131.     def _is_owned(self):
  132.         return self.__owner is currentThread()
  133.  
  134.  
  135. def Condition(*args, **kwargs):
  136.     return apply(_Condition, args, kwargs)
  137.  
  138. class _Condition(_Verbose):
  139.  
  140.     def __init__(self, lock=None, verbose=None):
  141.         _Verbose.__init__(self, verbose)
  142.         if lock is None:
  143.             lock = RLock()
  144.         self.__lock = lock
  145.         # Export the lock's acquire() and release() methods
  146.         self.acquire = lock.acquire
  147.         self.release = lock.release
  148.         # If the lock defines _release_save() and/or _acquire_restore(),
  149.         # these override the default implementations (which just call
  150.         # release() and acquire() on the lock).  Ditto for _is_owned().
  151.         try:
  152.             self._release_save = lock._release_save
  153.         except AttributeError:
  154.             pass
  155.         try:
  156.             self._acquire_restore = lock._acquire_restore
  157.         except AttributeError:
  158.             pass
  159.         try:
  160.             self._is_owned = lock._is_owned
  161.         except AttributeError:
  162.             pass
  163.         self.__waiters = []
  164.  
  165.     def __repr__(self):
  166.         return "<Condition(%s, %d)>" % (self.__lock, len(self.__waiters))
  167.  
  168.     def _release_save(self):
  169.         self.__lock.release()           # No state to save
  170.  
  171.     def _acquire_restore(self, x):
  172.         self.__lock.acquire()           # Ignore saved state
  173.  
  174.     def _is_owned(self):
  175.         if self.__lock.acquire(0):
  176.             self.__lock.release()
  177.             return 0
  178.         else:
  179.             return 1
  180.  
  181.     def wait(self, timeout=None):
  182.         me = currentThread()
  183.         assert self._is_owned(), "wait() of un-acquire()d lock"
  184.         waiter = _allocate_lock()
  185.         waiter.acquire()
  186.         self.__waiters.append(waiter)
  187.         saved_state = self._release_save()
  188.         try:    # restore state no matter what (e.g., KeyboardInterrupt)
  189.             if timeout is None:
  190.                 waiter.acquire()
  191.                 if __debug__:
  192.                     self._note("%s.wait(): got it", self)
  193.             else:
  194.                 # Balancing act:  We can't afford a pure busy loop, so we
  195.                 # have to sleep; but if we sleep the whole timeout time,
  196.                 # we'll be unresponsive.  The scheme here sleeps very
  197.                 # little at first, longer as time goes on, but never longer
  198.                 # than 20 times per second (or the timeout time remaining).
  199.                 endtime = _time() + timeout
  200.                 delay = 0.0005 # 500 us -> initial delay of 1 ms
  201.                 while 1:
  202.                     gotit = waiter.acquire(0)
  203.                     if gotit:
  204.                         break
  205.                     remaining = endtime - _time()
  206.                     if remaining <= 0:
  207.                         break
  208.                     delay = min(delay * 2, remaining, .05)
  209.                     _sleep(delay)
  210.                 if not gotit:
  211.                     if __debug__:
  212.                         self._note("%s.wait(%s): timed out", self, timeout)
  213.                     try:
  214.                         self.__waiters.remove(waiter)
  215.                     except ValueError:
  216.                         pass
  217.                 else:
  218.                     if __debug__:
  219.                         self._note("%s.wait(%s): got it", self, timeout)
  220.         finally:
  221.             self._acquire_restore(saved_state)
  222.  
  223.     def notify(self, n=1):
  224.         me = currentThread()
  225.         assert self._is_owned(), "notify() of un-acquire()d lock"
  226.         __waiters = self.__waiters
  227.         waiters = __waiters[:n]
  228.         if not waiters:
  229.             if __debug__:
  230.                 self._note("%s.notify(): no waiters", self)
  231.             return
  232.         self._note("%s.notify(): notifying %d waiter%s", self, n,
  233.                    n!=1 and "s" or "")
  234.         for waiter in waiters:
  235.             waiter.release()
  236.             try:
  237.                 __waiters.remove(waiter)
  238.             except ValueError:
  239.                 pass
  240.  
  241.     def notifyAll(self):
  242.         self.notify(len(self.__waiters))
  243.  
  244.  
  245. def Semaphore(*args, **kwargs):
  246.     return apply(_Semaphore, args, kwargs)
  247.  
  248. class _Semaphore(_Verbose):
  249.  
  250.     # After Tim Peters' semaphore class, but not quite the same (no maximum)
  251.  
  252.     def __init__(self, value=1, verbose=None):
  253.         assert value >= 0, "Semaphore initial value must be >= 0"
  254.         _Verbose.__init__(self, verbose)
  255.         self.__cond = Condition(Lock())
  256.         self.__value = value
  257.  
  258.     def acquire(self, blocking=1):
  259.         rc = 0
  260.         self.__cond.acquire()
  261.         while self.__value == 0:
  262.             if not blocking:
  263.                 break
  264.             if __debug__:
  265.                 self._note("%s.acquire(%s): blocked waiting, value=%s",
  266.                            self, blocking, self.__value)
  267.             self.__cond.wait()
  268.         else:
  269.             self.__value = self.__value - 1
  270.             if __debug__:
  271.                 self._note("%s.acquire: success, value=%s",
  272.                            self, self.__value)
  273.             rc = 1
  274.         self.__cond.release()
  275.         return rc
  276.  
  277.     def release(self):
  278.         self.__cond.acquire()
  279.         self.__value = self.__value + 1
  280.         if __debug__:
  281.             self._note("%s.release: success, value=%s",
  282.                        self, self.__value)
  283.         self.__cond.notify()
  284.         self.__cond.release()
  285.  
  286.  
  287. def BoundedSemaphore(*args, **kwargs):
  288.     return apply(_BoundedSemaphore, args, kwargs)
  289.  
  290. class _BoundedSemaphore(_Semaphore):
  291.     """Semaphore that checks that # releases is <= # acquires"""
  292.     def __init__(self, value=1, verbose=None):
  293.         _Semaphore.__init__(self, value, verbose)
  294.         self._initial_value = value
  295.  
  296.     def release(self):
  297.         if self._Semaphore__value >= self._initial_value:
  298.             raise ValueError, "Semaphore released too many times"
  299.         return _Semaphore.release(self)
  300.  
  301.  
  302. def Event(*args, **kwargs):
  303.     return apply(_Event, args, kwargs)
  304.  
  305. class _Event(_Verbose):
  306.  
  307.     # After Tim Peters' event class (without is_posted())
  308.  
  309.     def __init__(self, verbose=None):
  310.         _Verbose.__init__(self, verbose)
  311.         self.__cond = Condition(Lock())
  312.         self.__flag = 0
  313.  
  314.     def isSet(self):
  315.         return self.__flag
  316.  
  317.     def set(self):
  318.         self.__cond.acquire()
  319.         self.__flag = 1
  320.         self.__cond.notifyAll()
  321.         self.__cond.release()
  322.  
  323.     def clear(self):
  324.         self.__cond.acquire()
  325.         self.__flag = 0
  326.         self.__cond.release()
  327.  
  328.     def wait(self, timeout=None):
  329.         self.__cond.acquire()
  330.         if not self.__flag:
  331.             self.__cond.wait(timeout)
  332.         self.__cond.release()
  333.  
  334. # Helper to generate new thread names
  335. _counter = 0
  336. def _newname(template="Thread-%d"):
  337.     global _counter
  338.     _counter = _counter + 1
  339.     return template % _counter
  340.  
  341. # Active thread administration
  342. _active_limbo_lock = _allocate_lock()
  343. _active = {}
  344. _limbo = {}
  345.  
  346.  
  347. # Main class for threads
  348.  
  349. class Thread(_Verbose):
  350.  
  351.     __initialized = 0
  352.  
  353.     def __init__(self, group=None, target=None, name=None,
  354.                  args=(), kwargs={}, verbose=None):
  355.         assert group is None, "group argument must be None for now"
  356.         _Verbose.__init__(self, verbose)
  357.         self.__target = target
  358.         self.__name = str(name or _newname())
  359.         self.__args = args
  360.         self.__kwargs = kwargs
  361.         self.__daemonic = self._set_daemon()
  362.         self.__started = 0
  363.         self.__stopped = 0
  364.         self.__block = Condition(Lock())
  365.         self.__initialized = 1
  366.  
  367.     def _set_daemon(self):
  368.         # Overridden in _MainThread and _DummyThread
  369.         return currentThread().isDaemon()
  370.  
  371.     def __repr__(self):
  372.         assert self.__initialized, "Thread.__init__() was not called"
  373.         status = "initial"
  374.         if self.__started:
  375.             status = "started"
  376.         if self.__stopped:
  377.             status = "stopped"
  378.         if self.__daemonic:
  379.             status = status + " daemon"
  380.         return "<%s(%s, %s)>" % (self.__class__.__name__, self.__name, status)
  381.  
  382.     def start(self):
  383.         assert self.__initialized, "Thread.__init__() not called"
  384.         assert not self.__started, "thread already started"
  385.         if __debug__:
  386.             self._note("%s.start(): starting thread", self)
  387.         _active_limbo_lock.acquire()
  388.         _limbo[self] = self
  389.         _active_limbo_lock.release()
  390.         _start_new_thread(self.__bootstrap, ())
  391.         self.__started = 1
  392.         _sleep(0.000001)    # 1 usec, to let the thread run (Solaris hack)
  393.  
  394.     def run(self):
  395.         if self.__target:
  396.             apply(self.__target, self.__args, self.__kwargs)
  397.  
  398.     def __bootstrap(self):
  399.         try:
  400.             self.__started = 1
  401.             _active_limbo_lock.acquire()
  402.             _active[_get_ident()] = self
  403.             del _limbo[self]
  404.             _active_limbo_lock.release()
  405.             if __debug__:
  406.                 self._note("%s.__bootstrap(): thread started", self)
  407.             try:
  408.                 self.run()
  409.             except SystemExit:
  410.                 if __debug__:
  411.                     self._note("%s.__bootstrap(): raised SystemExit", self)
  412.             except:
  413.                 if __debug__:
  414.                     self._note("%s.__bootstrap(): unhandled exception", self)
  415.                 s = _StringIO()
  416.                 _print_exc(file=s)
  417.                 _sys.stderr.write("Exception in thread %s:\n%s\n" %
  418.                                  (self.getName(), s.getvalue()))
  419.             else:
  420.                 if __debug__:
  421.                     self._note("%s.__bootstrap(): normal return", self)
  422.         finally:
  423.             self.__stop()
  424.             try:
  425.                 self.__delete()
  426.             except:
  427.                 pass
  428.  
  429.     def __stop(self):
  430.         self.__block.acquire()
  431.         self.__stopped = 1
  432.         self.__block.notifyAll()
  433.         self.__block.release()
  434.  
  435.     def __delete(self):
  436.         _active_limbo_lock.acquire()
  437.         del _active[_get_ident()]
  438.         _active_limbo_lock.release()
  439.  
  440.     def join(self, timeout=None):
  441.         assert self.__initialized, "Thread.__init__() not called"
  442.         assert self.__started, "cannot join thread before it is started"
  443.         assert self is not currentThread(), "cannot join current thread"
  444.         if __debug__:
  445.             if not self.__stopped:
  446.                 self._note("%s.join(): waiting until thread stops", self)
  447.         self.__block.acquire()
  448.         if timeout is None:
  449.             while not self.__stopped:
  450.                 self.__block.wait()
  451.             if __debug__:
  452.                 self._note("%s.join(): thread stopped", self)
  453.         else:
  454.             deadline = _time() + timeout
  455.             while not self.__stopped:
  456.                 delay = deadline - _time()
  457.                 if delay <= 0:
  458.                     if __debug__:
  459.                         self._note("%s.join(): timed out", self)
  460.                     break
  461.                 self.__block.wait(delay)
  462.             else:
  463.                 if __debug__:
  464.                     self._note("%s.join(): thread stopped", self)
  465.         self.__block.release()
  466.  
  467.     def getName(self):
  468.         assert self.__initialized, "Thread.__init__() not called"
  469.         return self.__name
  470.  
  471.     def setName(self, name):
  472.         assert self.__initialized, "Thread.__init__() not called"
  473.         self.__name = str(name)
  474.  
  475.     def isAlive(self):
  476.         assert self.__initialized, "Thread.__init__() not called"
  477.         return self.__started and not self.__stopped
  478.  
  479.     def isDaemon(self):
  480.         assert self.__initialized, "Thread.__init__() not called"
  481.         return self.__daemonic
  482.  
  483.     def setDaemon(self, daemonic):
  484.         assert self.__initialized, "Thread.__init__() not called"
  485.         assert not self.__started, "cannot set daemon status of active thread"
  486.         self.__daemonic = daemonic
  487.  
  488. # The timer class was contributed by Itamar Shtull-Trauring
  489.  
  490. def Timer(*args, **kwargs):
  491.     return _Timer(*args, **kwargs)
  492.  
  493. class _Timer(Thread):
  494.     """Call a function after a specified number of seconds:
  495.  
  496.     t = Timer(30.0, f, args=[], kwargs={})
  497.     t.start()
  498.     t.cancel() # stop the timer's action if it's still waiting
  499.     """
  500.  
  501.     def __init__(self, interval, function, args=[], kwargs={}):
  502.         Thread.__init__(self)
  503.         self.interval = interval
  504.         self.function = function
  505.         self.args = args
  506.         self.kwargs = kwargs
  507.         self.finished = Event()
  508.  
  509.     def cancel(self):
  510.         """Stop the timer if it hasn't finished yet"""
  511.         self.finished.set()
  512.  
  513.     def run(self):
  514.         self.finished.wait(self.interval)
  515.         if not self.finished.isSet():
  516.             self.function(*self.args, **self.kwargs)
  517.         self.finished.set()
  518.  
  519. # Special thread class to represent the main thread
  520. # This is garbage collected through an exit handler
  521.  
  522. class _MainThread(Thread):
  523.  
  524.     def __init__(self):
  525.         Thread.__init__(self, name="MainThread")
  526.         self._Thread__started = 1
  527.         _active_limbo_lock.acquire()
  528.         _active[_get_ident()] = self
  529.         _active_limbo_lock.release()
  530.         import atexit
  531.         atexit.register(self.__exitfunc)
  532.  
  533.     def _set_daemon(self):
  534.         return 0
  535.  
  536.     def __exitfunc(self):
  537.         self._Thread__stop()
  538.         t = _pickSomeNonDaemonThread()
  539.         if t:
  540.             if __debug__:
  541.                 self._note("%s: waiting for other threads", self)
  542.         while t:
  543.             t.join()
  544.             t = _pickSomeNonDaemonThread()
  545.         if __debug__:
  546.             self._note("%s: exiting", self)
  547.         self._Thread__delete()
  548.  
  549. def _pickSomeNonDaemonThread():
  550.     for t in enumerate():
  551.         if not t.isDaemon() and t.isAlive():
  552.             return t
  553.     return None
  554.  
  555.  
  556. # Dummy thread class to represent threads not started here.
  557. # These aren't garbage collected when they die,
  558. # nor can they be waited for.
  559. # Their purpose is to return *something* from currentThread().
  560. # They are marked as daemon threads so we won't wait for them
  561. # when we exit (conform previous semantics).
  562.  
  563. class _DummyThread(Thread):
  564.  
  565.     def __init__(self):
  566.         Thread.__init__(self, name=_newname("Dummy-%d"))
  567.         self._Thread__started = 1
  568.         _active_limbo_lock.acquire()
  569.         _active[_get_ident()] = self
  570.         _active_limbo_lock.release()
  571.  
  572.     def _set_daemon(self):
  573.         return 1
  574.  
  575.     def join(self, timeout=None):
  576.         assert 0, "cannot join a dummy thread"
  577.  
  578.  
  579. # Global API functions
  580.  
  581. def currentThread():
  582.     try:
  583.         return _active[_get_ident()]
  584.     except KeyError:
  585.         ##print "currentThread(): no current thread for", _get_ident()
  586.         return _DummyThread()
  587.  
  588. def activeCount():
  589.     _active_limbo_lock.acquire()
  590.     count = len(_active) + len(_limbo)
  591.     _active_limbo_lock.release()
  592.     return count
  593.  
  594. def enumerate():
  595.     _active_limbo_lock.acquire()
  596.     active = _active.values() + _limbo.values()
  597.     _active_limbo_lock.release()
  598.     return active
  599.  
  600.  
  601. # Create the main thread object
  602.  
  603. _MainThread()
  604.  
  605.  
  606. # Self-test code
  607.  
  608. def _test():
  609.  
  610.     class BoundedQueue(_Verbose):
  611.  
  612.         def __init__(self, limit):
  613.             _Verbose.__init__(self)
  614.             self.mon = RLock()
  615.             self.rc = Condition(self.mon)
  616.             self.wc = Condition(self.mon)
  617.             self.limit = limit
  618.             self.queue = []
  619.  
  620.         def put(self, item):
  621.             self.mon.acquire()
  622.             while len(self.queue) >= self.limit:
  623.                 self._note("put(%s): queue full", item)
  624.                 self.wc.wait()
  625.             self.queue.append(item)
  626.             self._note("put(%s): appended, length now %d",
  627.                        item, len(self.queue))
  628.             self.rc.notify()
  629.             self.mon.release()
  630.  
  631.         def get(self):
  632.             self.mon.acquire()
  633.             while not self.queue:
  634.                 self._note("get(): queue empty")
  635.                 self.rc.wait()
  636.             item = self.queue[0]
  637.             del self.queue[0]
  638.             self._note("get(): got %s, %d left", item, len(self.queue))
  639.             self.wc.notify()
  640.             self.mon.release()
  641.             return item
  642.  
  643.     class ProducerThread(Thread):
  644.  
  645.         def __init__(self, queue, quota):
  646.             Thread.__init__(self, name="Producer")
  647.             self.queue = queue
  648.             self.quota = quota
  649.  
  650.         def run(self):
  651.             from random import random
  652.             counter = 0
  653.             while counter < self.quota:
  654.                 counter = counter + 1
  655.                 self.queue.put("%s.%d" % (self.getName(), counter))
  656.                 _sleep(random() * 0.00001)
  657.  
  658.  
  659.     class ConsumerThread(Thread):
  660.  
  661.         def __init__(self, queue, count):
  662.             Thread.__init__(self, name="Consumer")
  663.             self.queue = queue
  664.             self.count = count
  665.  
  666.         def run(self):
  667.             while self.count > 0:
  668.                 item = self.queue.get()
  669.                 print item
  670.                 self.count = self.count - 1
  671.  
  672.     NP = 3
  673.     QL = 4
  674.     NI = 5
  675.  
  676.     Q = BoundedQueue(QL)
  677.     P = []
  678.     for i in range(NP):
  679.         t = ProducerThread(Q, NI)
  680.         t.setName("Producer-%d" % (i+1))
  681.         P.append(t)
  682.     C = ConsumerThread(Q, NI*NP)
  683.     for t in P:
  684.         t.start()
  685.         _sleep(0.000001)
  686.     C.start()
  687.     for t in P:
  688.         t.join()
  689.     C.join()
  690.  
  691. if __name__ == '__main__':
  692.     _test()
  693.