Python中多線程及程序鎖淺析

更新時(shí)間：2015年01月21日 11:25:18 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了Python中多線程及程序鎖淺析,本文用一個(gè)實(shí)例講解Python的多線程和程序鎖,需要的朋友可以參考下

Python中多線程使用到Threading模塊。Threading模塊中用到的主要的類是Thread，我們先來(lái)寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的多線程代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

# coding : uft-8
__author__ = 'Phtih0n'
import threading

class MyThread(threading.Thread):
def __init__(self):
threading.Thread.__init__(self)

    def run(self):
        global n
        print n
        n += 1

if "__main__" == __name__:
    n = 0
    ThreadList = []
    for i in range(0, 10):
        t = MyThread()
        ThreadList.append(t)
    for t in ThreadList:
        t.start()
    for t in ThreadList:
        t.join

最普通的一個(gè)多線程小例子。我一筆帶過(guò)地講一講，我創(chuàng)建了一個(gè)繼承Thread類的子類MyThread，作為我們的線程啟動(dòng)類。按照規(guī)定，重寫(xiě)Thread的run方法，我們的線程啟動(dòng)起來(lái)后會(huì)自動(dòng)調(diào)用該方法。于是我首先創(chuàng)建了10個(gè)線程，并將其加入列表中。再使用一個(gè)for循環(huán)，開(kāi)啟每個(gè)線程。在使用一個(gè)for循環(huán)，調(diào)用join方法等待所有線程結(jié)束才退出主線程。

這段代碼看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上隱藏著一個(gè)很大的問(wèn)題，只是在這里沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)。你真的以為我創(chuàng)建了10個(gè)線程，并按順序調(diào)用了這10個(gè)線程，每個(gè)線程為n增加了1.實(shí)際上，有可能是A線程執(zhí)行了n++，再C線程執(zhí)行了n++，再B線程執(zhí)行n++。

這里涉及到一個(gè)“鎖”的問(wèn)題，如果有多個(gè)線程同時(shí)操作一個(gè)對(duì)象，如果沒(méi)有很好地保護(hù)該對(duì)象，會(huì)造成程序結(jié)果的不可預(yù)期（比如我們?cè)诿總€(gè)線程的run方法中加入一個(gè)time.sleep(1)，并同時(shí)輸出線程名稱，則我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，輸出會(huì)亂七八糟。因?yàn)榭赡芪覀兊囊粋€(gè)print語(yǔ)句只打印出一半的字符，這個(gè)線程就被暫停，執(zhí)行另一個(gè)去了，所以我們看到的結(jié)果很亂），這種現(xiàn)象叫做“線程不安全”：

于是，Threading模塊為我們提供了一個(gè)類，Threading.Lock，鎖。我們創(chuàng)建一個(gè)該類對(duì)象，在線程函數(shù)執(zhí)行前，“搶占”該鎖，執(zhí)行完成后，“釋放”該鎖，則我們確保了每次只有一個(gè)線程占有該鎖。這時(shí)候?qū)σ粋€(gè)公共的對(duì)象進(jìn)行操作，則不會(huì)發(fā)生線程不安全的現(xiàn)象了。

于是，我們把代碼更改如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

# coding : uft-8
__author__ = 'Phtih0n'
import threading, time

class MyThread(threading.Thread):
def __init__(self):
threading.Thread.__init__(self)

    def run(self):
        global n, lock
        time.sleep(1)
        if lock.acquire():
            print n , self.name
            n += 1
            lock.release()

if "__main__" == __name__:
    n = 1
    ThreadList = []
    lock = threading.Lock()
    for i in range(1, 200):
        t = MyThread()
        ThreadList.append(t)
    for t in ThreadList:
        t.start()
    for t in ThreadList:
        t.join()

最后執(zhí)行結(jié)果：

我們看到，我們先建立了一個(gè)threading.Lock類對(duì)象lock,在run方法里，我們使用lock.acquire()獲得了這個(gè)鎖。此時(shí)，其他的線程就無(wú)法再獲得該鎖了，他們就會(huì)阻塞在“if lock.acquire()”這里，直到鎖被另一個(gè)線程釋放：lock.release()。

所以，if語(yǔ)句中的內(nèi)容就是一塊完整的代碼，不會(huì)再存在執(zhí)行了一半就暫停去執(zhí)行別的線程的情況。所以最后結(jié)果是整齊的。

就如同在java中，我們使用synchronized關(guān)鍵字修飾一個(gè)方法，目的一樣，讓某段代碼被一個(gè)線程執(zhí)行時(shí)，不會(huì)打斷跳到另一個(gè)線程中。

這是多線程占用一個(gè)公共對(duì)象時(shí)候的情況。如果多個(gè)線程要調(diào)用多個(gè)現(xiàn)象，而A線程調(diào)用A鎖占用了A對(duì)象，B線程調(diào)用了B鎖占用了B對(duì)象,A線程不能調(diào)用B對(duì)象，B線程不能調(diào)用A對(duì)象，于是一直等待。這就造成了線程“死鎖”。

Threading模塊中，也有一個(gè)類，RLock，稱之為可重入鎖。該鎖對(duì)象內(nèi)部維護(hù)著一個(gè)Lock和一個(gè)counter對(duì)象。counter對(duì)象記錄了acquire的次數(shù)，使得資源可以被多次require。最后，當(dāng)所有RLock被release后，其他線程才能獲取資源。在同一個(gè)線程中，RLock.acquire可以被多次調(diào)用，利用該特性，可以解決部分死鎖問(wèn)題。

死鎖問(wèn)題很復(fù)雜，多年來(lái)人們想出了很多算法來(lái)解決它。我就不再多說(shuō)，具體還是要大家參閱幫助文檔。

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