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线程同步,即线程之间协同工作,一个线程访问某些数据时,其他线程不能访问这些数据,直到该线程完成对数据的操作。

不同的操作系统实现的技术有所不同,有临界区(Critical Section)、互斥量(Mutex)、信号量(Semaphore)、事件(Event)等。

Event是线程间通信的最简单的方法:通过一个线程发出信号,其他线程等待它。

Event对象管理一个内部标志,该标志通过set()方法设置为true,也可以通过clear()方法重置为false,使用wait()方法时,将会被阻塞,直到该标志为真的时候,才放行。该标志一开始是false。

名称 含义 from threading import Event,Thread import logging import time

FORMAT = '%(asctime)s %(threadName)s %(thread)d %(message)s'
logging.basicConfig(format=FORMAT,level=logging.INFO)

def boss(event:Event):
logging.info("I'm boss,wait...")
event.wait() # 阻塞,直到为true
logging.info("good,thanks!")

def worker(event:Event,counts):
logging.info("I'm working for boss.")
cups = []
while True:
logging.info("make 1 cup")
cups.append(1)
time.sleep(0.5)
logging.info(cups)
if len(cups) >= counts:
event.set() # 完成,标记为true
break
logging.info("I finished my job,cups={}".format(cups))

event = Event()
b = Thread(target=boss,args=(event,))
w = Thread(target=worker,10))
w.start()
b.start()

<h3 id="lock"><font color="#1E90FF" size="4"> Lock

锁,如果存在共享资源争抢的问题,就可以使用锁,从而保证一个使用者可以完全拥有这个资源。

Lock拥有两种基本方法,acquire()release()acquire将状态改为锁定,此时将会阻塞,直到调用relase()解锁。relase()方法只能在锁定的时候调用,否则将会应发RuntimeError异常。锁还支持上下文管理协议,锁的所有方法都是原子方式进行。

名称 含义 例子:车间生产1000个杯子,组织10人生产时,结果会超出数量(没有使用锁)

from threading import Thread,Lock
import logging
import time

FORMAT = '%(asctime)s %(threadName)s %(thread)d %(message)s'
logging.basicConfig(format=FORMAT,level=logging.INFO)

cups = []
def worker(counts=10):
logging.info("I'm working for boss")
while len(cups) < counts:
time.sleep(0.0002)
cups.append(1)
logging.info("I'm finished,cups={}".format(len(cups)))

for _ in range(10):
Thread(target=worker,args=(1000,)).start()

结果

''''''
2019-03-06 07:31:50,884 Thread-10 11052 I'm working for boss
2019-03-06 07:31:51,084 Thread-3 7108 I'm finished,cups=1000
2019-03-06 07:31:51,084 Thread-7 21188 I'm finished,cups=1001
2019-03-06 07:31:51,084 Thread-8 11592 I'm finished,cups=1002
2019-03-06 07:31:51,085 Thread-5 18288 I'm finished,cups=1003
2019-03-06 07:31:51,085 Thread-10 11052 I'm finished,cups=1004
''''''

使用锁后。

from threading import Thread,level=logging.INFO)

cups = []
lock = Lock()

def worker(counts=10):
logging.info("I'm working for boss")
flag = False
while True:
lock.acquire() # 加锁
if len(cups) >= counts:
flag = True
time.sleep(0.0002)
if not flag:
cups.append(1)
lock.release() #生产完之后,解锁
if flag:
break

logging.info("I'm finished,)).start()</code></pre>

<h3 id="rlock"><font color="#1E90FF" size="4"> RLock

RLock:可重入锁,是线程相关的锁。
线程A获得可重入锁,可以多次获取,不会阻塞,但是最后在线程A中做和acquire次数相同的release才会释放。当锁没有释放完,其他线程取锁就会阻塞。

from threading import Thread,Lock,RLock
import logging
import time

FORMAT = '%(asctime)s %(threadName)s %(thread)d %(message)s'
logging.basicConfig(format=FORMAT,level=logging.INFO)

def say(l:RLock):
l.acquire() # 获取一次
logging.info("acquire1")
l.acquire() # 获取2次
logging.info("acquire2")
l.release() # 释放1次
logging.info("release1")
l.release() # 释放2次
logging.info("release2")

rlock = RLock()
t1 = Thread(target=say,args=(rlock,),name="t1")
t2 = Thread(target=say,name="t2")
t1.start()
t2.start()

结果

2019-03-06 20:41:40,830 t1 2036 acquire1
2019-03-06 20:41:40,830 t1 2036 acquire2
2019-03-06 20:41:40,830 t1 2036 release1
2019-03-06 20:41:40,830 t1 2036 release2
2019-03-06 20:41:40,831 t2 31984 acquire1
2019-03-06 20:41:40,831 t2 31984 acquire2
2019-03-06 20:41:40,831 t2 31984 release1
2019-03-06 20:41:40,831 t2 31984 release2

从结果也可以看出来,只有t1线程完全释放了相同次数的锁,t2线程才能获得锁。

条件变量Condition,总是和某种锁(通常是RLock)相互关联。条件变量也支持上下文管理协议。

名称 含义 生产者消费者模型:

from threading import Event,Thread,Condition
import logging
import time
import random

class Dispatcher:
def init(self):
self.data = 0
self.cond = Condition()

def produce(self):
    print("开始生产包子")
    while True:
        with self.cond:
            self.data += 1
            print("生产了一个包子,现在有{}个。".format(self.data))
            self.cond.notify()
        time.sleep(1)

def consume(self):
    print("开始买包子了...")
    while True:
        with self.cond:
            if self.data <= 5:
                self.cond.wait()
                print("包子太少了,等着了...")
            else:
                self.data -= 1
                print("我买了1个包子,还有{}个。".format(self.data))
                self.cond.notify()
        time.sleep(2)

d = Dispatcher()
for i in range(2):
Thread(target=d.produce).start()
for j in range(4):
Thread(target=d.consume).start()

结果

开始生产包子
生产了一个包子,现在有1个。
开始生产包子
生产了一个包子,现在有2个。
开始买包子了...
开始买包子了...
开始买包子了...
开始买包子了...
生产了一个包子,现在有3个。
包子太少了,等着了...
生产了一个包子,现在有4个。
包子太少了,等着了...
生产了一个包子,现在有5个。
包子太少了,等着了...
生产了一个包子,现在有6个。
包子太少了,等着了...
生产了一个包子,现在有7个。
我买了1个包子,还有6个。
生产了一个包子,现在有7个。

dawei

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