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线程锁的使用 | 手把手教你入门Python之一百零二

简介: 当多个线程几乎同时修改某一个共享数据的时候,需要进行同步控制。同步就是协同步调,按预定的先后次序进行运行。线程同步能够保证多个线程安全访问竞争资源,最简单的同步机制是引入互斥锁。

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本文来自于千锋教育在阿里云开发者社区学习中心上线课程《Python入门2020最新大课》,主讲人姜伟。

线程锁的使用

同步

当多个线程几乎同时修改某一个共享数据的时候,需要进行同步控制。同步就是协同步调,按预定的先后次序进行运行。线程同步能够保证多个线程安全访问竞争资源,最简单的同步机制是引入互斥锁。

互斥锁

互斥锁为资源引入一个状态:锁定/非锁定

某个线程要更改共享数据时,先将其锁定,此时资源的状态为“锁定”,其他线程不能更改;直到该线程释放资源,将资源的状态变成“非锁定”,其他的线程才能再次锁定该资源。互斥锁保证了每次只有一个线程进行写入操作,从而保证了多线程情况下数据的正确性。

threading模块中定义了Lock类,可以方便的处理锁定:

# 创建锁
mutex = threading.Lock()
# 锁定
mutex.acquire()
# 释放
mutex.release()

注意:

  • 如果这个锁之前是没有上锁的,那么acquire不会堵塞
  • 如果在调用acquire对这个锁上锁之前 它已经被 其他线程上了锁,那么此时acquire会堵塞,直到这个锁被解锁为止。
  • 和文件操作一样,Lock也可以使用with语句快速的实现打开和关闭操作。

使用互斥锁解决卖票问题

import threading
import time

ticket = 20

# 创建一把锁
lock = threading.Lock()


def sell_ticket():
    global ticket
    while True:
        print('呵呵呵')
        print('哈哈哈')
        print('ddd')
        print('ppp')
        print('sss')
        print('ttt')
        print('xxx')
        lock.acquire()  # 加同步锁
        if ticket > 0:
            time.sleep(1)
            ticket -= 1
            lock.release()
            print('{}卖出一张票,还剩{}张'.format(threading.current_thread().name, ticket))
        else:
            lock.release()
            print('票卖完了')
            break


t1 = threading.Thread(target=sell_ticket, name='线程1')
t2 = threading.Thread(target=sell_ticket, name='线程2')

t1.start()
t2.start()

上锁过程:

当一个线程调用锁的acquire()方法获得锁时,锁就进入“locked”状态。

每次只有一个线程可以获得锁。如果此时另一个线程试图获得这个锁,该线程就会变为“blocked”状态,称为“阻塞”,直到拥有锁的线程调用锁的release()方法释放锁之后,锁进入“unlocked”状态。

线程调度程序从处于同步阻塞状态的线程中选择一个来获得锁,并使得该线程进入运行(running)状态。

总结

锁的好处:
确保了某段关键代码只能由一个线程从头到尾完整地执行

锁的坏处:

  • 阻止了多线程并发执行,包含锁的某段代码实际上只能以单线程模式执行,效率就大大地下降了。
  • 由于可以存在多个锁,不同的线程持有不同的锁,并试图获取对方持有的锁时,可能会造成死锁。

配套视频

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