Python-线程同步（锁）和死锁

偏执的太偏执、 2023-06-30 08:36 135阅读 0赞

线程同步

共享数据：

  • 如果多个线程共同对某个数据修改，可能出现不可预料的结果，为了保证数据的安全性，需要对多个线程进行同步，一个一个的完成，一个做完另一个才能进来。
  • 效率会降低。

多线程的优势在于可以同时运行多个任务，但是当线程需要共享数据时，可能存在数据不同步的问题。

为了避免这个问题，引入了锁的概念。

python对线程加锁主要有Lock和Rlock模块

使用Tread对象的Lock和Rlock可以实现简单的线程同步，这两个对象都有acquire方法和release方法，对于那些每次只允许一个线程操作的数据，可以将其操作放到acquire和release方法之间。

Lock模块

用例

  1. import threading
  2. from time import sleep
  4. lock = threading.Lock()
  6. list1 = [0] * 10
  8. def task1():
  9.     # 获取线程锁，如果已经上锁，则等待锁的释放。
  10.     lock.acquire()  # 阻塞
  11.     for i in range(len(list1)):
  12.         list1[i] = 1
  13.         sleep(0.5)
  14.     lock.release()
  16. def task2():
  17.     # 获取线程锁，如果已经上锁，则等待锁的释放。
  18.     lock.acquire()  # 阻塞
  19.     for i in range(len(list1)):
  20.         print("----->",list1[i])
  21.         sleep(0.5)
  22.     lock.release()
  24. if __name__ == '__main__':
  25.     t1 = threading.Thread(target=task1)
  26.     t2 = threading.Thread(target=task2)
  28.     t2.start()
  29.     t1.start()
  31.     t2.join()
  32.     t1.join()
  34.     print(list1)

输出：

  1. -----> 0
  2. -----> 0
  3. -----> 0
  4. -----> 0
  5. -----> 0
  6. -----> 0
  7. -----> 0
  8. -----> 0
  9. -----> 0
  10. -----> 0
  11. [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

Lock有acquire()和release()方法，这两个方法必须是成对出现的，acquire()后面必须release()后才能再acquire()，否则会造成死锁

死锁

开发过程中使用线程，在线程间共享多个资源的时候，如果两个线程占有一部分资源并且同时等待对方的资源，就会造成死锁。
尽管死锁很少发生，但是一旦放生就会造成应用停止响应，程序不做任何事情。

在这里插入图片描述

避免死锁：

  • 重构代码

  • 使用timeout参数

    from threading import Thread,Lock
    from time import sleep

    lockA = Lock()
    lockB = Lock()

    class Mythread1(Thread):

    1. def run(self) -> None: # 执行start()方法自动寻找run()方法
    2.     if lockA.acquire(): # 如果可以获取到锁，返回True
    3.         print(self.name+'获取到A锁！')
    4.         sleep(0.1)
    5.         if lockB.acquire(timeout=1):    # 阻塞，现在等待不到B锁，设定时间自动释放锁
    6.             print(self.name+'又获取到了B锁！原来还有A锁！')
    7.             lockB.release()
    8.         lockA.release()

    class Mythread2(Thread):

    1. def run(self) -> None: # 执行start()方法自动寻找run()方法
    2.     if lockB.acquire(): # 如果可以获取到锁，返回True
    3.         print(self.name+'获取到B锁！')
    4.         sleep(0.1)
    5.         if lockA.acquire():
    6.             print(self.name+'又获取到了A锁！原来还有B锁！')
    7.             lockA.release()
    8.         lockB.release()

    if name == ‘main‘:

    1. t1 = Mythread1()
    2. t2 = Mythread2()
    4. t1.start()
    5. t2.start()
    7. t1.join()
    8. t2.join()
    9. print('结束！！！！！！！！！！！！！')

输出：

  1. Thread-1获取到A锁！
  2. Thread-2获取到B锁！
  3. # 此处Thread-1等待B锁因为timeout=1等待1秒后，自动释放了
  4. Thread-2又获取到了A锁！原来还有B锁！
  5. 结束！！！！！！！！！！！！！

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