對(duì)Python多線程讀寫文件加鎖的實(shí)例詳解

更新時(shí)間：2019年01月14日 09:02:00 作者：ByRain

今天小編就為大家分享一篇對(duì)Python多線程讀寫文件加鎖的實(shí)例詳解，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧

Python的多線程在io方面比單線程還是有優(yōu)勢(shì)，但是在多線程開發(fā)時(shí)，少不了對(duì)文件的讀寫操作。在管理多個(gè)線程對(duì)同一文件的讀寫操作時(shí)，就少不了文件鎖了。

使用fcntl

在linux下，python的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)有現(xiàn)成的文件鎖，來(lái)自于fcntl模塊。這個(gè)模塊提供了unix系統(tǒng)fcntl()和ioctl()的接口。

對(duì)于文件鎖的操作，主要需要使用 fcntl.flock(fd, operation)這個(gè)函數(shù)。

其中，參數(shù) fd 表示文件描述符；參數(shù) operation 指定要進(jìn)行的鎖操作，該參數(shù)的取值有如下幾種：

LOCK_SH：表示要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)共享鎖，在任意時(shí)間內(nèi)，一個(gè)文件的共享鎖可以被多個(gè)進(jìn)程擁有

LOCK_EX：表示創(chuàng)建一個(gè)排他鎖，在任意時(shí)間內(nèi)，一個(gè)文件的排他鎖只能被一個(gè)進(jìn)程擁有

LOCK_UN：表示刪除該進(jìn)程創(chuàng)建的鎖

LOCK_MAND：它主要是用于共享模式強(qiáng)制鎖，它可以與 LOCK_READ 或者 LOCK_WRITE聯(lián)合起來(lái)使用，從而表示是否允許并發(fā)的讀操作或者并發(fā)的寫操作

demo

import fcntl
import threading
import time
 
 
def writetoTxt(txtFile):
 id = threading.currentThread().getName()
 with open(txtFile, 'a') as f:
  fcntl.flock(f.fileno(), fcntl.LOCK_EX) #加鎖
  print "{0} acquire lock".format(id)
  f.write("write from {0} \r\n".format(id))
  time.sleep(3)
 # 在with塊外，文件關(guān)閉，自動(dòng)解鎖
 print "{0} exit".format(id)
 
 
for i in range(5):
 myThread = threading.Thread(target=writetoTxt, args=("test.txt",))
 myThread.start()

代碼運(yùn)行期間，控制臺(tái)將依次打印哪個(gè)線程獲得了鎖，在對(duì)文件進(jìn)行讀寫。

Thread-1 acquire lock
Thread-1 exit
Thread-2 acquire lock
Thread-2 exit
Thread-3 acquire lock
Thread-3 exit
Thread-5 acquire lock
Thread-5 exit
Thread-4 acquire lock
Thread-4 exit

小結(jié)

通過(guò)調(diào)用

fcntl.flock(f.fileno(), fcntl.LOCK_EX)

對(duì)文件加鎖，如果有其他線程嘗試對(duì)test文件加鎖，會(huì)被阻塞。

當(dāng)線程執(zhí)行完畢的時(shí)候，鎖會(huì)自動(dòng)釋放?；蛘咭部梢圆扇≈鲃?dòng)的方式解鎖：調(diào)用

fcntl.flock(f.fileno(),fcntl.LOCK_UN)

函數(shù)，對(duì)文件test解鎖

使用線程鎖

當(dāng)多個(gè)線程共享一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，必須要進(jìn)行同步的控制，不然會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)期的結(jié)果，即 “線程不安全”

線程同步能夠保證多個(gè)線程安全訪問競(jìng)爭(zhēng)資源，最簡(jiǎn)單的同步機(jī)制是引入互斥鎖。

互斥鎖為資源引入一個(gè)狀態(tài)：鎖定/非鎖定。

某個(gè)線程要更改共享數(shù)據(jù)時(shí)，先將其鎖定，此時(shí)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。

互斥鎖保證了每次只有一個(gè)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。

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([timeout])
#解鎖
mutex.release()

Demo

使用互斥鎖實(shí)現(xiàn)上面的例子的代碼如下：

import threading
import time
 
def writetoTxt(txtFile):
 id = threading.currentThread().getName()
 mutex.acquire(10)
 with open(txtFile, 'a') as f:
  print "Thread {0} acquire lock".format(id)
  f.write("write from thread {0} \r\n".format(id))
  time.sleep(3)
 mutex.release()
 print "Thread {0} exit".format(id)
 
 
mutex = threading.Lock()
 
for i in range(5):
 myThread = threading.Thread(target=writetoTxt, args=("test.txt",))
 myThread.start()

（上述代碼本質(zhì)上是一個(gè)順序執(zhí)行的單線程）

結(jié)果：

Thread Thread-1 acquire lock
Thread Thread-1 exit
Thread Thread-2 acquire lock
Thread Thread-2 exit
Thread Thread-3 acquire lock
Thread Thread-3 exit
Thread Thread-4 acquire lock
Thread Thread-4 exit
Thread Thread-5 acquire lock
Thread Thread-5 exit

小結(jié)

當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用鎖的acquire()方法獲得鎖時(shí)，鎖就進(jìn)入“l(fā)ocked”狀態(tài)。每次只有一個(gè)線程可以獲得鎖。如果此時(shí)另一個(gè)線程試圖獲得這個(gè)鎖，該線程就會(huì)變?yōu)椤癰locked”狀態(tài)，稱為“同步阻塞”。

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(gè)來(lái)獲得鎖，并使得該線程進(jìn)入運(yùn)行（running）狀態(tài)。

以上這篇對(duì)Python多線程讀寫文件加鎖的實(shí)例詳解就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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