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Python多線程編程（四）：使用Lock互斥鎖

更新時(shí)間：2015年04月05日 11:32:30 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了Python多線程編程（四）：使用Lock互斥鎖,本文講解了互斥鎖概念、同步阻塞、代碼示例等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

前面已經(jīng)演示了Python：使用threading模塊實(shí)現(xiàn)多線程編程二兩種方式起線程和Python：使用threading模塊實(shí)現(xiàn)多線程編程三threading.Thread類的重要函數(shù)，這兩篇文章的示例都是演示了互不相干的獨(dú)立線程，現(xiàn)在我們考慮這樣一個(gè)問題：假設(shè)各個(gè)線程需要訪問同一公共資源，我們的代碼該怎么寫？

復(fù)制代碼代碼如下:

''' 

Created on 2012-9-8 

@author: walfred 

@module: thread.ThreadTest3 

'''  

import threading  

import time  

counter = 0  

class MyThread(threading.Thread):  

    def __init__(self):  

        threading.Thread.__init__(self)  

    def run(self):  

        global counter  

        time.sleep(1);  

        counter += 1  

        print "I am %s, set counter:%s" % (self.name, counter)  

if __name__ == "__main__":  

    for i in range(0, 200):  

        my_thread = MyThread()  

        my_thread.start()

解決上面的問題，我們興許會(huì)寫出這樣的代碼，我們假設(shè)跑200個(gè)線程，但是這200個(gè)線程都會(huì)去訪問counter這個(gè)公共資源，并對該資源進(jìn)行處理(counter += 1)，代碼看起來就是這個(gè)樣了，但是我們看下運(yùn)行結(jié)果：

復(fù)制代碼代碼如下:

I am Thread-69, set counter:64

I am Thread-73, set counter:66I am Thread-74, set counter:67I am Thread-75, set counter:68I am Thread-76, set counter:69I am Thread-78, set counter:70I am Thread-77, set counter:71I am Thread-58, set counter:72I am Thread-60, set counter:73I am Thread-62, set counter:74I am Thread-66,set counter:75I am Thread-70, set counter:76I am Thread-72, set counter:77I am Thread-79, set counter:78I am Thread-71, set counter:78

打印結(jié)果我只貼了一部分，從中我們已經(jīng)看出了這個(gè)全局資源(counter)被搶占的情況，問題產(chǎn)生的原因就是沒有控制多個(gè)線程對同一資源的訪問，對數(shù)據(jù)造成破壞，使得線程運(yùn)行的結(jié)果不可預(yù)期。這種現(xiàn)象稱為“線程不安全”。在開發(fā)過程中我們必須要避免這種情況，那怎么避免？這就用到了我們在綜述中提到的互斥鎖了。

互斥鎖概念

Python編程中，引入了對象互斥鎖的概念，來保證共享數(shù)據(jù)操作的完整性。每個(gè)對象都對應(yīng)于一個(gè)可稱為” 互斥鎖” 的標(biāo)記，這個(gè)標(biāo)記用來保證在任一時(shí)刻，只能有一個(gè)線程訪問該對象。在Python中我們使用threading模塊提供的Lock類。

我們對上面的程序進(jìn)行整改，為此我們需要添加一個(gè)互斥鎖變量mutex = threading.Lock()，然后在爭奪資源的時(shí)候之前我們會(huì)先搶占這把鎖mutex.acquire()，對資源使用完成之后我們在釋放這把鎖mutex.release()。代碼如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

''' 

Created on 2012-9-8 

@author: walfred 

@module: thread.ThreadTest4 

'''  

import threading  

import time  

counter = 0  

mutex = threading.Lock()  

class MyThread(threading.Thread):  

    def __init__(self):  

        threading.Thread.__init__(self)  

    def run(self):  

        global counter, mutex  

        time.sleep(1);  

        if mutex.acquire():  

            counter += 1  

            print "I am %s, set counter:%s" % (self.name, counter)  

            mutex.release()  

if __name__ == "__main__":  

    for i in range(0, 100):  

        my_thread = MyThread()  

        my_thread.start()

同步阻塞

當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用Lock對象的acquire()方法獲得鎖時(shí)，這把鎖就進(jìn)入“l(fā)ocked”狀態(tài)。因?yàn)槊看沃挥幸粋€(gè)線程1可以獲得鎖，所以如果此時(shí)另一個(gè)線程2試圖獲得這個(gè)鎖，該線程2就會(huì)變?yōu)椤癰lo同步阻塞狀態(tài)。直到擁有鎖的線程1調(diào)用鎖的release()方法釋放鎖之后，該鎖進(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)來獲得鎖，并使得該線程進(jìn)入運(yùn)行（running）狀態(tài)。

進(jìn)一步考慮

通過對公共資源使用互斥鎖，這樣就簡單的到達(dá)了我們的目的，但是如果我們又遇到下面的情況：

遇到鎖嵌套的情況該怎么辦，這個(gè)嵌套是指當(dāng)我一個(gè)線程在獲取臨界資源時(shí)，又需要再次獲??；
如果有多個(gè)公共資源，在線程間共享多個(gè)資源的時(shí)候，如果兩個(gè)線程分別占有一部分資源并且同時(shí)等待對方的資源；

上述這兩種情況會(huì)直接造成程序掛起，即死鎖，下面我們會(huì)談死鎖及可重入鎖RLock。

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