什么是Python線程互斥鎖

什么是Python線程互斥鎖?很多新手對此不是很清楚,為了幫助大家解決這個難題,下面小編將為大家詳細(xì)講解,有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下,希望你能有所收獲。

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線程互斥鎖

1.線程互斥鎖介紹

當(dāng)多個線程幾乎同時修改某一個共享數(shù)據(jù)的時候,需要進(jìn)行同步控制,線程同步能夠保證多個線程安全訪問競爭資源,最簡單的同步機(jī)制是引入互斥鎖。

互斥鎖為資源引入一個狀態(tài):鎖定/非鎖定

某個線程要更改共享數(shù)據(jù)時,先將其鎖定,此時資源的狀態(tài)為“鎖定”,其他線程不能更改;直到該線程釋放資源,將資源的狀態(tài)變成“非鎖定”,其他的線程才能再次鎖定該資源?;コ怄i保證了每次只有一個線程進(jìn)行寫入操作,從而保證了多線程情況下數(shù)據(jù)的正確性。

什么是Python線程互斥鎖

threading模塊中定義了Lock類,可以方便的處理鎖定:

#創(chuàng)建鎖
mutex = threading.Lock()
#鎖定
mutex.acquire([blocking])
#釋放
mutex.release()

其中,鎖定方法acquire可以有一個blocking參數(shù)。

如果設(shè)定blocking為True,則當(dāng)前線程會堵塞,直到獲取到這個鎖為止(如果沒有指定,那么默認(rèn)為True)。

如果設(shè)定blocking為False,則當(dāng)前線程不會堵塞。

使用互斥鎖實現(xiàn)上面的例子的代碼如下:

from threading import Thread, Lock
import time
g_num = 0
def test1():
    global g_num
    for i in range(1000000):
        #True表示堵塞 即如果這個鎖在上鎖之前已經(jīng)被上鎖了,那么這個線程會在這里一直等待到解鎖為止 
        #False表示非堵塞,即不管本次調(diào)用能夠成功上鎖,都不會卡在這,而是繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼
        mutexFlag = mutex.acquire(True) 
        if mutexFlag:#鎖住
            g_num += 1
            mutex.release()#解鎖
    print("---test1---g_num=%d"%g_num)
def test2():
    global g_num
    for i in range(1000000):
        mutexFlag = mutex.acquire(True) #True表示堵塞
        if mutexFlag:#鎖住
            g_num += 1
            mutex.release()#解鎖
    print("---test2---g_num=%d"%g_num)
#創(chuàng)建一個互斥鎖
#這個所默認(rèn)是未上鎖的狀態(tài)
mutex = Lock()
p1 = Thread(target=test1)
p1.start()
p2 = Thread(target=test2)
p2.start()
time.sleep(5)
print("---g_num=%d---"%g_num)

運行結(jié)果為:

---test1---g_num=1942922
---test2---g_num=2000000
---g_num=2000000---

2.上鎖解鎖過程

當(dāng)一個線程調(diào)用鎖的acquire()方法獲得鎖時,鎖就進(jìn)入“l(fā)ocked”狀態(tài)。

每次只有一個線程可以獲得鎖。如果此時另一個線程試圖獲得這個鎖,該線程就會變?yōu)椤癰locked”狀態(tài),稱為“阻塞”,直到擁有鎖的線程調(diào)用鎖的release()方法釋放鎖之后,鎖進(jìn)入“unlocked”狀態(tài)。

線程調(diào)度程序從處于同步阻塞狀態(tài)的線程中選擇一個來獲得鎖,并使得該線程進(jìn)入運行(running)狀態(tài)。

鎖的好處:

確保了某段關(guān)鍵代碼只能由一個線程從頭到尾完整地執(zhí)行

鎖的壞處:

阻止了多線程并發(fā)執(zhí)行,包含鎖的某段代碼實際上只能以單線程模式執(zhí)行,效率就大大地下降了

由于可以存在多個鎖,不同的線程持有不同的鎖,并試圖獲取對方持有的鎖時,可能會造成死鎖

3.死鎖

在線程間共享多個資源的時候,如果兩個線程分別占有一部分資源并且同時等待對方的資源,就會造成死鎖。

盡管死鎖很少發(fā)生,但一旦發(fā)生就會造成應(yīng)用的停止響應(yīng)。下面看一個死鎖的例子:

#coding=utf-8
import threading
import time
class MyThread1(threading.Thread):
    def run(self):
        if mutexA.acquire():
            print(self.name+'----do1---up----')
            time.sleep(1)
            if mutexB.acquire():
                print(self.name+'----do1---down----')
                mutexB.release()
            mutexA.release()
class MyThread2(threading.Thread):
    def run(self):
        if mutexB.acquire():
            print(self.name+'----do2---up----')
            time.sleep(1)
            if mutexA.acquire():
                print(self.name+'----do2---down----')
                mutexA.release()
            mutexB.release()
mutexA = threading.Lock()
mutexB = threading.Lock()
if __name__ == '__main__':
    t1 = MyThread1()
    t2 = MyThread2()
    t1.start()
    t2.start()

運行結(jié)果為:

Thread-1----do1---up----
Thread-2----do2---up----

此時已經(jīng)進(jìn)入到了死鎖狀態(tài)

什么是Python線程互斥鎖

4.避免死鎖

程序設(shè)計時要盡量避免(銀行家算法)

添加超時時間等

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