本文实例讲述了Python多线程操作之互斥锁、递归锁、信号量、事件。分享给大家供大家参考,具体如下:
互斥锁:
- 为什么要有互斥锁:由于多线程是并行的,如果某一线程取出了某一个数据将要进行操作,但它还没有那么快执行完操作,这时候如果另外一个线程也要操作这个数据,那么这个数据可能会因为两次操作而发生错误
import time,threading x=6 def run1(): print("run1我拿到了数据:",x) print("我现在还不想操作,先睡一下") time.sleep(3) print("再看一下数据,稳一稳",x) def run2(): global x print("run2我拿到了数据:", x) x=5 print(x) t1=threading.Thread(target=run1) t2=threading.Thread(target=run2) t1.start() t2.start() t1.join() t2.join()
- 而多线程的互斥锁机制本质上是:申请一个锁,A线程拿了钥匙【acquire】之后,如果B也想拿到钥匙是不行的,只有等A把钥匙还回来【release】才行
- 如何使用互斥锁:
- 定义一个锁对象:锁对象=threading.Lock()
- 请求锁:锁对象.acquire()
- 释放锁:锁对象.release()
使用互斥锁来更改上段代码
import time,threading x=6 def run1(): lock.acquire() global x print("run1我拿到了数据,x=",x) print("我现在还不想操作,先睡一下") time.sleep(3) print("再看一下数据,稳一稳,x=",x) x+=1 print("run1操作完毕:x=",x) lock.release() def run2(): lock.acquire() global x print("run2我拿到了数据:", x) x+=1 print("run2操作完毕:x=",x) lock.release() lock=threading.Lock()#生成一个锁对象 t1=threading.Thread(target=run1) t2=threading.Thread(target=run2) t1.start() t2.start() start_time=time.time() t1.join() t2.join() print("最终的x=",x) print(time.time()-start_time)#3.0多说明,由于受到锁的影响,run2要等待run1释放lock,所以变成了串行
这种互斥锁在操作系统中可以称作“临界区”,如果想了解更多:
https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%B4%E7%95%8C%E5%8C%BA/8942134"image" border="0" alt="image" width="838" height="86" style="border-left-width: 0px; border-right-width: 0px; background-image: none; border-bottom-width: 0px; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-top-width: 0px" src="/UploadFiles/2021-04-08/202003241003419.png">
递归锁:
- 为什么要有递归锁:互斥锁本质上是阻止其他线程进入,如果有两个需要阻止其他线程进入的操作【像两个人过独木桥】,那么需要两个锁,而想要锁上第二个如果直接用第一个锁的acquire会失败,因为第一个锁还没release,我们可以选择再定义一个互斥锁对象来acquire,但这仅仅是两层的情况下,如果多层的吧,那么就需要定义好几个互斥锁对象了【而且由于对象变多,有时候会因为互相调用锁而发生死锁】。递归锁就是为了处理这种情况,递归锁对象允许多次acquire和多次release
- 发生死锁的情况[A拿到A锁,想要拿B锁,B拿着B锁,想要A锁]
【以过独木桥为例】:桥只能容一个人通过,A只能看得到北边桥上有没有人,看不到南边桥有没有人,当他看到北边桥没人就会过桥,等到他到桥中间才能看到南边桥有没有人,B情况相反:【于是当两个人一起过桥的时候就会发生死锁】
import threading,time """ A只能看得到北边桥上有没有人,看不到南边桥有没有人, 当他看到北边桥没人就会过桥,等到他到桥中间才能看到南边桥有没有人 """ def A(): lockNorth.acquire()#拿到北边桥的锁 print("A过桥北") time.sleep(3)#过桥中 lockSorth.acquire()#企图过到南边桥, print("A过桥南") time.sleep(3) # 过桥中 lockSorth.release() lockNorth.release() print("A过桥成功") """ B只能看得到南边桥上有没有人,看不到北边桥有没有人, 当他看到南边桥没人就会过桥,等到他到桥中间才能看到北边桥有没有人 """ def B(): lockSorth.acquire() # 企图过到南边桥, print("B过桥南") time.sleep(3) # 过桥中 lockNorth.acquire() # 拿到北边桥的锁 print("B过桥北") time.sleep(3) # 过桥中 lockNorth.release() lockSorth.release() print("B过桥成功") lockNorth=threading.Lock() lockSorth=threading.Lock() tA=threading.Thread(target=A) tB=threading.Thread(target=B) tA.start() tB.start() tA.join() tB.join()
- 递归锁的本质是:本质上还是一个锁,但如果在一个线程里面可以多次acquire。【因为只有一个锁,所以不会发生互相调用的死锁,而因为可以多次调用,所以可以锁多次】
- 如何使用递归锁:
- 定义一个锁对象:递归锁对象=threading.RLock()
- 请求锁:锁对象.acquire()
- 释放锁:锁对象.release()
使用递归锁来解决上面的死锁问题:
import threading,time """ A只能看得到北边桥上有没有人,看不到南边桥有没有人, 当他看到北边桥没人就会过桥,等到他到桥中间才能看到南边桥有没有人 """ def A(): lock.acquire()#拿到北边桥的锁 print("A过桥北") time.sleep(3)#过桥中 lock.acquire()#企图过到南边桥, print("A过桥南") time.sleep(3) # 过桥中 lock.release() lock.release() print("A过桥成功") """ B只能看得到南边桥上有没有人,看不到北边桥有没有人, 当他看到南边桥没人就会过桥,等到他到桥中间才能看到北边桥有没有人 """ def B(): lock.acquire() # 拿南桥锁, print("B过桥南") time.sleep(3) # 过桥中 lock.acquire() # 企图拿北桥的锁 print("B过桥北") time.sleep(3) # 过桥中 lock.release() lock.release() print("B过桥成功") lock=threading.RLock() tA=threading.Thread(target=A) tB=threading.Thread(target=B) tA.start() tB.start() tA.join() tB.join()
【由于本质是一把锁,A拿到锁后,B要等待】
信号量:
- 什么是信号量:
信号量可以限制进入的线程的数量。
- 如何使用信号量:
- 创建信号量对象:信号量对象=threading.BoundedSemaphore(x),x是限制进程的数量
- 当有进程需要进入的时候,调用acquire()来减少信号量:信号量对象.acquire()
- 当有进程离开的时候,调用release()来增加信号量:信号量对象.release()
import threading,time def run(): s.acquire() print("hello") time.sleep(1.5) s.release() s=threading.BoundedSemaphore(3)#限制3个 threading_list=[] for i in range(12):#创建12个线程 obj=threading.Thread(target=run) obj.setDaemon(True) # 设置守护线程,避免干扰主线程运行,并行等待 obj.start() for i in range(4): print("")#为了把结果分割,可以清楚看出分为了三组 time.sleep(1.5) #结果分为三组是因为运行的太快了,三个线程装入的时间差太小
事件:
- 什么是事件:当发生线程发生一件事的时候如果要提醒另外一个线程,使用事件。双方共享该事件对象【等待的一方会阻塞而进行等待】,当一方更改事件对象的时候,另外一方也能知道【以读者-写者为例:读者要等写者告诉他去读才会去读,写者写完后要设置一个事件,当该事件设置时,读者就会来读】
- 如何使用事件:
- 创建事件对象:事件对象=threading.Event()
- 设置事件:事件对象.set() 判断事件是否set:事件对象.is_set(),等待事件set:事件对象.wait()
- 清除事件:事件对象.clear()
import threading,time def read(): while True: if event.is_set(): print("事件已设置,我要读了!!!!") time.sleep(1) else:#事件未设置 print("还没写好,我要等咯") event.wait()#那么就等着咯 #如果等到了 print("终于等到了!那么我又可以读了") time.sleep(1) def write(): event.clear()#初始设空 while True: time.sleep(3)#写 event.set()#设置事件,一旦set,那么读者wait就有返回了,读者可以继续运行了 print("write:写好了") time.sleep(2)#等人读 event.clear()#清除事件 event=threading.Event() #创建事件对象 t1=threading.Thread(target=write) t2=threading.Thread(target=read) t1.start() t2.start() t1.join() t2.join() """结果显示:读者确实一直在等待写者写好"""
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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。
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《魔兽世界》大逃杀!60人新游玩模式《强袭风暴》3月21日上线
暴雪近日发布了《魔兽世界》10.2.6 更新内容,新游玩模式《强袭风暴》即将于3月21 日在亚服上线,届时玩家将前往阿拉希高地展开一场 60 人大逃杀对战。
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