python3-线程-锁

时间:2019-01-22作者:klpeng分类:IT综合浏览:12314评论:0

线程

1、基本使用

使用threading模块

创建多线程任务

#coding=utf-8
import threading
import time

def saySorry():
    print("今晚打老虎?")
    time.sleep(1)

if __name__ == "__main__":
    for i in range(5):
        t = threading.Thread(target=saySorry)
        t.start() #启动线程,即让线程开始执行

总结:

  1. 可以明显看出使用了多线程并发的操作,花费时间要短很多
  2. 当调用start()时,才会真正的创建线程,并且开始执行

主线程会等待所有的子线程结束后才结束

#coding=utf-8
import threading
from time import sleep,ctime

def sing():
    for i in range(3):
        print("正在唱歌...%d"%i)
        sleep(1)

def dance():
    for i in range(3):
        print("正在跳舞...%d"%i)
        sleep(1)

if __name__ == '__main__':
    print('---开始---:%s'%ctime())

    t1 = threading.Thread(target=sing)
    t2 = threading.Thread(target=dance)

    t1.start()
    t2.start()

    #sleep(5) # 屏蔽此行代码,试试看,程序是否会立马结束?
    print('---结束---:%s'%ctime())

查看线程数量

#coding=utf-8
import threading
from time import sleep,ctime

def sing():
    for i in range(3):
        print("正在唱歌...%d"%i)
        sleep(1)

def dance():
    for i in range(3):
        print("正在跳舞...%d"%i)
        sleep(1)

if __name__ == '__main__':
    print('---开始---:%s'%ctime())

    t1 = threading.Thread(target=sing)
    t2 = threading.Thread(target=dance)

    t1.start()
    t2.start()

    while True:
        length = len(threading.enumerate())
        print('当前运行的线程数为:%d'%length)
        if length<=1:
            break

        sleep(0.5)

2、多线程-共享全局变量

from threading import Thread
import time

g_num = 100

def work1():
    global g_num
    for i in range(3):
        g_num += 1

    print("----in work1, g_num is %d---"%g_num)


def work2():
    global g_num
    print("----in work2, g_num is %d---"%g_num)


print("---线程创建之前g_num is %d---"%g_num)

t1 = Thread(target=work1)
t1.start()

#延时一会,保证t1线程中的事情做完
time.sleep(1)

t2 = Thread(target=work2)
t2.start()

运行结果:

---线程创建之前g_num is 100---
----in work1, g_num is 103---
----in work2, g_num is 103---
列表当做实参传递到线程中
from threading import Thread
import time

def work1(nums):
    nums.append(44)
    print("----in work1---",nums)


def work2(nums):
    #延时一会,保证t1线程中的事情做完
    time.sleep(1)
    print("----in work2---",nums)

g_nums = [11,22,33]

t1 = Thread(target=work1, args=(g_nums,))
t1.start()

t2 = Thread(target=work2, args=(g_nums,))
t2.start()

运行结果:

----in work1--- [11, 22, 33, 44]
----in work2--- [11, 22, 33, 44]

总结:

  1. 在一个进程内的所有线程共享全局变量,很方便在多个线程间共享数据
  2. 缺点就是,线程是对全局变量随意遂改可能造成多线程之间对全局变量的混乱(即线程非安全)

3、互斥锁

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
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:

  1. 如果这个锁之前是没有上锁的,那么acquire不会堵塞
  2. 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
使用互斥锁完成2个线程对同一个全局变量各加100万次的操作
import threading
import time

g_num = 0

def test1(num):
    global g_num
    for i in range(num):
        mutex.acquire()  # 上锁
        g_num += 1
        mutex.release()  # 解锁

    print("---test1---g_num=%d"%g_num)

def test2(num):
    global g_num
    for i in range(num):
        mutex.acquire()  # 上锁
        g_num += 1
        mutex.release()  # 解锁

    print("---test2---g_num=%d"%g_num)

# 创建一个互斥锁
# 默认是未上锁的状态
mutex = threading.Lock()

# 创建2个线程,让他们各自对g_num加1000000次
p1 = threading.Thread(target=test1, args=(1000000,))
p1.start()

p2 = threading.Thread(target=test2, args=(1000000,))
p2.start()

# 等待计算完成
while len(threading.enumerate()) != 1:
    time.sleep(1)

print("2个线程对同一个全局变量操作之后的最终结果是:%s" % g_num)

运行结果:

---test1---g_num=1909909
---test2---g_num=2000000
2个线程对同一个全局变量操作之后的最终结果是:2000000
上锁解锁过程

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
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