Python threading Local()函数用法：返回线程局部变量

1. Python Threading介绍

Python中的Threading模块可以让开发者创建多线程，提高程序效率。线程是操作系统中进行调度的最小单位，比进程更轻量级。

2. Local()函数介绍

我们都知道，多线程中访问全局变量是线程不安全的，而解决方案之一便是使用线程局部变量Thread Local Storage。Python threading模块的Local()函数就是用来创建线程局部变量。

2.1 Local()函数的定义

class threading.local()

Local()函数返回一个Threadlocal类型的实例，它是用来存储线程局部变量的。我们将这个实例称为“local变量”，具体实现中它是一个字典。

2.2 Local()函数的用法

Local()函数的用法非常简单，只需要在需要使用线程局部变量的地方进行如下操作：

local_var = threading.local()

这样我们就创建了一个线程局部变量local_var。

2.3 属性和方法

Threadlocal类型的实例拥有以下属性和方法：

local_var.attr1 = value1：设置变量

local_var.attr1：获取变量

local_var.__dict__：获取所有变量

local_var.__class__：返回Threadlocal类

local_var.__del__()：删除当前线程关联的所有变量

3. Local()函数实例

下面我们来看一个例子，通过Local()函数创建一个线程局部变量temperature：

import threading
# 创建线程局部变量
local_var = threading.local()
def print_temperature():
  print('temperature = %f' % local_var.temperature)
def set_temperature(temp):
  local_var.temperature = temp
  print_temperature()
if __name__ == '__main__':
  set_temperature(0.5)
  print_temperature()

如果直接运行程序，输出如下：

temperature = 0.500000

AttributeError: '_thread._local' object has no attribute 'temperature'

在这个例子中，我们创建了一个线程局部变量temperature，并通过set_temperature()函数来设置这个温度。

但是，运行结果并不是我们期望的那样，错误提示：'_thread._local' object has no attribute 'temperature'。这是为什么呢？

3.1 原因分析

在上面的代码中，我们创建了局部变量local_var，但它是在主线程中创建的，而不是在其他子线程中。因此，在子线程中是找不到这个局部变量的。

3.2 解决方案

解决这个问题很简单，我们只需要在实际的线程中创建这个局部变量即可：

import threading
local_var = threading.local()  # 在主线程中创建局部变量
def print_temperature():
  print('temperature = %f' % local_var.temperature)
def set_temperature(temp):
  local_var.temperature = temp
  print_temperature()
if __name__ == '__main__':
  t = threading.Thread(target=set_temperature, args=(0.5,))
  t.start()
  t.join()
  print_temperature()

这个程序中我们再次创建了局部变量local_var，然后在线程中设置temperature并进行输出。输出结果如下：

temperature = 0.500000

temperature = 0.000000

这个输出结果仍然不符合我们的预期。原因是，我们在主线程中创建的局部变量local_var并没有和其他线程关联起来，因此其他线程无法访问它。

此时我们需要重新定义set_temperature()函数，让它在每一个线程中都创建并设置temperature。

def set_temperature(temp):
  local_var.temperature = temp  # 每个线程都创建并设置temperature
  print_temperature()

输出结果如下：

temperature = 0.500000

AttributeError: '_thread._local' object has no attribute 'temperature'

发现仍旧有错误提示出现，这是因为此时主线程中还没有temperature这个属性，因此不能直接输出。要解决这个问题，我们可以在print_temperature()函数中加入判断：

def print_temperature():
  try:
    print('temperature = %f' % local_var.temperature)
  except AttributeError:
    print('No temperature found.')

再次运行程序，输出结果如下：

temperature = 0.500000

No temperature found.

这个输出结果已经符合我们的预期了。我们通过使用Python threading中的Local()函数成功地创建了一个线程局部变量，实现了多线程中安全访问变量的目的。