在前一篇文章?python線程創(chuàng)建和傳參?中我們介紹了關(guān)于python線程的一些簡單函數(shù)使用和線程的參數(shù)傳遞,使用多線程可以同時執(zhí)行多個任務(wù),提高開發(fā)效率,但是在實際開發(fā)中往往我們會碰到線程同步問題,假如有這樣一個場景:對全局變量累加1000000次,為了提高效率,我們可以使用多線程完成,示例代碼如下:
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輸出結(jié)果:
1 2 3 4 | 第1次計算結(jié)果:1262996 第2次計算結(jié)果:1661455 第3次計算結(jié)果:1300211 第4次計算結(jié)果:1563699 |
what ? 這是什么操作??看著代碼好像也沒問題,兩個線程,各自累加1000000次,不應(yīng)該輸出是2000000次嗎?而且調(diào)用了4次main函數(shù),每次輸出的結(jié)果還不同??!
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分析下上面的代碼:兩個線程共享全局變量并執(zhí)行for循環(huán)1000000,每次自動加1,我們都知道兩個線程都是同時在運行,也就是說兩個線程同時在執(zhí)行 g_num = g_num + 1 操作, 經(jīng)過我們冷靜分析一波,貌似結(jié)果還是應(yīng)該等于2000000,對不對?
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首先,我們將上面全局變量自動加 1 的代碼分為兩步:
1 2 | 第一步:g_num+1 第二步:將g_num+1的結(jié)果賦值給g_num |
由此可見,執(zhí)行一個完整的自動加1過程需要兩步,然而線程卻是在同時運行,誰也不能保證線程1的第一步和第二步執(zhí)行完成之后才執(zhí)行線程2的第一步和第二步,執(zhí)行的過程充滿隨機(jī)性,這就是導(dǎo)致每次計算結(jié)果不同的原因所在!
舉個簡單的例子:
假如當(dāng)前 g_num 值是100,當(dāng)線程1執(zhí)行第一步時,cpu通過計算獲得結(jié)果101,并準(zhǔn)備把計算的結(jié)果101賦值給g_num,然后再傳值的過程中,線程2突然開始執(zhí)行了并且執(zhí)行了第一步,此時g_num的值仍未100,101還在傳遞的過程中,還沒成功賦值,線程2獲得計算結(jié)果101,并準(zhǔn)備傳遞給g_num,經(jīng)過一來一去這么一折騰,分明做了兩次加 1 操作,g_num結(jié)果卻是101,誤差就由此產(chǎn)生,往往循環(huán)次數(shù)越多,產(chǎn)生的誤差就越大。
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為了避免上述問題,我們可以利用線程互斥鎖解決這個問題。那么互斥鎖到底是個什么原理呢?互斥鎖就好比排隊上廁所,一個坑位只能蹲一個人,只有占用坑位的人完事了,另外一個人才能上!
導(dǎo)入線程模塊,通過?threading.Lock()?創(chuàng)建互斥鎖.
1 2 3 4 5 | # 導(dǎo)入線程threading模塊 importthreading ? # 創(chuàng)建互斥鎖 mutex=threading.Lock() |
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acquire()?— 鎖定資源,此時資源是鎖定狀態(tài),其他線程無法修改鎖定的資源,直到等待鎖定的資源釋放之后才能操作;
release()?— 釋放資源,也稱為解鎖操作,對鎖定的資源解鎖,解鎖之后其他線程可以對資源正常操作;
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以上面的代碼為列子:想得到正確的結(jié)果,可以直接利用互斥鎖在全局變量 加1 之前 鎖定資源,然后在計算完成之后釋放資源,這樣就是一個完整的計算過程,至于應(yīng)該是哪個線程先執(zhí)行,無所謂,先到先得,憑本事說話….演示代碼如下:
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輸出結(jié)果:
1 2 3 4 | 第1次計算結(jié)果:2000000 第2次計算結(jié)果:2000000 第3次計算結(jié)果:2000000 第4次計算結(jié)果:2000000 |
由此可見,全局變量計算加上互斥鎖之后,不論執(zhí)行多少次,計算結(jié)果都相同。注意:互斥鎖一旦鎖定之后要記得解鎖,否則資源會一直處于鎖定狀態(tài);
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1.單個互斥鎖的死鎖:acquire()/release()?是成對出現(xiàn)的,互斥鎖對資源鎖定之后就一定要解鎖,否則資源會一直處于鎖定狀態(tài),其他線程無法修改;就好比上面的代碼,任何一個線程沒有釋放資源release(),程序就會一直處于阻塞狀態(tài)(在等待資源被釋放),不信你可以試一試~
2.多個互斥鎖的死鎖:在同時操作多個互斥鎖的時候一定要格外小心,因為一不小心就容易進(jìn)入死循環(huán),假如有這樣一個場景:boss讓程序員一實現(xiàn)功能一的開發(fā),讓程序員二實現(xiàn)功能二的開發(fā),功能開發(fā)完成之后一起整合代碼!
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輸出結(jié)果:
1 2 | 我是程序員1,module1開發(fā)正式開始,誰也別動我的代碼 我是程序員2,module2開發(fā)正式開始,誰也別動我的代碼 |
分析下上面代碼:程序員1在等程序員2通知,程序員2在等程序員1通知,兩個線程都陷入阻塞中,因為兩個線程都在等待對方解鎖,這就是死鎖!所以在開發(fā)中對于死鎖的問題還是需要多多注意!
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1.線程與線程之間共享全局變量需要設(shè)置互斥鎖;
2.注意在互斥鎖操作中?acquire()/release()?成對出現(xiàn),避免造成死鎖;
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1.python線程創(chuàng)建和傳參
2.python函數(shù)-缺省參數(shù)
3.python局部變量和全局變量
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轉(zhuǎn)載請注明:猿說Python???Python線程互斥鎖Lock?