并发编程中的线程安全问题实例

原创梦里梦外; 2024-09-11 05:45 72阅读 0赞

线程安全问题是并发编程中常见的问题，主要发生在多线程环境下共享资源的场景。下面是一个简单的线程安全问题实例：

**示例：银行存款账户**

假设我们有一个银行存款系统，其中每个账户都有一个私有余额和一个公共读取器。

```python
class BankAccount:
    def __init__(self, balance=0):
        self.__balance = balance  # 私有变量
        self.__reader = threading.Lock()  # 公共读写锁

def deposit(self, amount):
        with self.__reader:  # 获取锁
            self.__balance += amount  # 更新私有变量

def withdraw(self, amount):
        with self.__reader:  # 获取锁
            if self.__balance >= amount:  # 判断余额
                self.__balance -= amount  # 更新私有变量
            else:  # 余额不足，返回错误信息
                raise ValueError("Insufficient balance for withdrawal")

# 测试
account1 = BankAccount(100)
account2 = BankAccount(50)

# 第一个线程：存款
def deposit_thread(account, amount):
    account.deposit(amount)
    print(f"Deposited {amount} into account {account.__balance__}")

deposit_thread(account1, 50)
deposit_thread(account2, 25)

# 第二个线程：取款
def withdraw_thread(account, amount):
    try:
        account.withdraw(amount)
        print(f"Withdrawn {amount} from account {account.__balance__}}")
    except ValueError as e:
        print(f"Error: {str(e)}}}")

withdraw_thread(account1, 30))
withdraw_thread(account2, 10))

```
在这个例子中，线程安全问题体现在两个账户存款和取款的操作。如果多个线程同时操作同一个账户，可能会出现数据不一致的问题。

为解决这个问题，我们使用了`threading.Lock()`来保护对共享资源的访问。每个操作账户的线程都需要获取到锁，然后进行相应的操作。这样可以确保任何时候只有一个线程在修改账户的余额。