41. 使用线程本地数据

本文主要是介绍41. 使用线程本地数据，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

例如，我们实现了一个web视频监控服务器，服务器端采集摄像头数据，客户端使用浏览器通过http请求接收数据。服务器使用推送的方式（multipart/x-mixed-replace）一直使用一个tcp连接向客户端传递数据。这种方式将持续占用一个线程，导致单线程服务器无法处理多客户端请求。

要求：改写程序，在每个线程中处理一个客户端请求，支持多客户端访问。

解决方案：

threading.local()函数可以创建线程本地数据空间，其下属性对每个线程独立存在。

• 对于线程本地数据：

线程本地数据是特定线程的数据。管理线程本地数据，只需要创建一个local（或者一个子类型）的实例并在实例中储存属性：

mydata = threading.local()mydata.x = 1

在不同的线程中，实例的值会不同。class threading.local，一个代表线程本地数据的类。

• 方案示例：

yum install -y numpy opencv* python-qt4

pip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple opencv-contrib-python==3.4.2.17

import os, cv2, time, struct, threadingfrom http.server import HTTPServer, BaseHTTPRequestHandlerfrom socketserver import TCPServer, ThreadingTCPServerfrom threading import Thread, RLockfrom select import selectclass JpegStreamer(Thread):
    def __init__(self, camrea):
        super().__init__()
        self.cap = cv2.VideoCapture(camrea)
        self.lock = RLock()
        self.pipes = {}

    def register(self):
        pr, pw = os.pipe()
        self.lock.acquire()
        self.pipes[pr] = pw
        self.lock.release()
        return pr    def unregister(self, pr):
        self.lock.acquire()
        pw = self.pipes.pop(pr)
        self.lock.release()
        os.close(pr)
        os.close(pw)

    def capture(self):
        cap = self.cap        while cap.isOpened():
            ret, frame = cap.read()
            if ret:
                ret, data = cv2.imencode('.jpg', frame, (cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY, 40))
                yield data.tostring()

    def send_frame(self, frame):
        n = struct.pack('1', len(frame))
        self.lock.acquire()
        if len(self.pipes):
            _, pipes, _ = select([], self.pipes.values(), [], 1)
            for pipe in pipes:
                os.write(pipe, n)
                os.write(pipe, frame)
        self.lock.release()

    def run(self):
        for frame in self.capture():
            self.send_frame(frame)class JpegRetriever:
    def __init__(self, streamer):
        self.streamer = streamer    def retrieve(self):
        while True:
            ns = os.read(self.pipe, 8)
            n = struct.unpack('1', ns)[0]
            data = os.read(self.pipe, n)
            yield data    def __enter__(self):
        if hasattr(self, 'pipe'):
            raise RuntimeError()

        self.pipe = streamer.register()
        return self.retrieve()

    def __exit__(self, *args):
        self.streamer.unregister(self.pipe)
        del self.pipe        return Trueclass WebHandler(BaseHTTPRequestHandler):
    retriever = None

    @staticmethod
    def set_retriever(retriever):
        WebHandler.retriever = retriever    def do_GET(self):
        if self.retriever is None:
            raise RuntimeError('no retriever')

        if self.path != '/':
            return

        self.send_response(200)
        self.send_header('Content-type', 'multipart/x-mixed-replace;boundary=jpeg_frame')
        self.end_headers()

        with self.retriever as frames:
            for frame in frames:
                self.send_frame(frame)

    def send_frame(self, frame):
        sh = b'--jpeg_frame\r\n'
        sh += b'Content-Type: image/jpeg\r\n'
        sh += b'Content-Length: %d\r\n\r\n' % len(frame)
        self.wfile.write(sh)
        self.wfile.write(frame)if __name__ == '__main__':
    # 创建Streamer，开启摄像头采集
    streamer = JpegStreamer(0)
    streamer.start()

    # http服务器创建Retriever
    retriever = JpegRetriever(streamer)
    WebHandler.set_retriever(retriever)

    # 开启http服务器
    HOST = '192.168.30.128'             #本机ip
    POST = 9000
    print('Start server...(http://%s:%d)' % (HOST, POST))
    httpd = TCPServer((HOST, POST), WebHandler)
    httpd.serve_forever()

我这里是Windows系统，linux虚拟机root运行提示：

VIDEOIO ERROR: V4L: can't open camera by index 0
Start server...(http://192.168.30.128:9000)

不过无所谓，当通过浏览器访问192.168.30.128:9000时，即使多个窗口同时访问，也只有一个访问记录产生，说明只有一个线程建立。

改进：通过threading.local()函数创建线程本地数据空间，数据对每个线程独立。

import os, cv2, time, struct, threadingfrom http.server import HTTPServer, BaseHTTPRequestHandlerfrom socketserver import TCPServer, ThreadingTCPServerfrom threading import Thread, RLockfrom select import selectclass JpegStreamer(Thread):
    def __init__(self, camrea):
        super().__init__()
        self.cap = cv2.VideoCapture(camrea)
        self.lock = RLock()
        self.pipes = {}

    def register(self):
        pr, pw = os.pipe()
        self.lock.acquire()
        self.pipes[pr] = pw
        self.lock.release()
        return pr    def unregister(self, pr):
        self.lock.acquire()
        pw = self.pipes.pop(pr)
        self.lock.release()
        os.close(pr)
        os.close(pw)

    def capture(self):
        cap = self.cap        while cap.isOpened():
            ret, frame = cap.read()
            if ret:
                ret, data = cv2.imencode('.jpg', frame, (cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY, 40))
                yield data.tostring()

    def send_frame(self, frame):
        n = struct.pack('1', len(frame))
        self.lock.acquire()
        if len(self.pipes):
            _, pipes, _ = select([], self.pipes.values(), [], 1)
            for pipe in pipes:
                os.write(pipe, n)
                os.write(pipe, frame)
        self.lock.release()

    def run(self):
        for frame in self.capture():
            self.send_frame(frame)class JpegRetriever:
    def __init__(self, streamer):
        self.streamer = streamer
        self.local = threading.local()              #创建local对象

    def retrieve(self):
        while True:
            ns = os.read(self.local.pipe, 8)
            n = struct.unpack('1', ns)[0]
            data = os.read(self.local.pipe, n)
            yield data    def __enter__(self):
        if hasattr(self.local, 'pipe'):
            raise RuntimeError()

        self.local.pipe = streamer.register()
        return self.retrieve()

    def __exit__(self, *args):
        self.streamer.unregister(self.local.pipe)
        del self.local.pipe        return Trueclass WebHandler(BaseHTTPRequestHandler):
    retriever = None

    @staticmethod
    def set_retriever(retriever):
        WebHandler.retriever = retriever    def do_GET(self):
        if self.retriever is None:
            raise RuntimeError('no retriever')

        if self.path != '/':
            return

        self.send_response(200)
        self.send_header('Content-type', 'multipart/x-mixed-replace;boundary=jpeg_frame')
        self.end_headers()

        with self.retriever as frames:
            for frame in frames:
                self.send_frame(frame)

    def send_frame(self, frame):
        sh = b'--jpeg_frame\r\n'
        sh += b'Content-Type: image/jpeg\r\n'
        sh += b'Content-Length: %d\r\n\r\n' % len(frame)
        self.wfile.write(sh)
        self.wfile.write(frame)if __name__ == '__main__':
    # 创建Streamer，开启摄像头采集
    streamer = JpegStreamer(0)
    streamer.start()

    # http服务器创建Retriever
    retriever = JpegRetriever(streamer)
    WebHandler.set_retriever(retriever)

    # 开启http服务器
    HOST = '192.168.30.128'
    POST = 9000
    print('Start server...(http://%s:%d)' % (HOST, POST))
    httpd = ThreadingTCPServer((HOST, POST), WebHandler)
    httpd.serve_forever()

接下来继续多个浏览器多个窗口访问，可以同时进行多个访问，且每个访问都会新产生一条访问记录。

这篇关于41. 使用线程本地数据的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！