程序執行緒鎖的概念

程序狀態的轉換：程序在執行期間，不斷地從一種狀態轉換到另一種狀態，它可以多次處於就緒狀態和執行狀態，也可以多次處於阻塞狀態。

程序表：為實現程序模型，每個程序占用乙個程序表項，該程序表項包含了程序狀態的重要資訊，包括程式計數器、堆疊指標、記憶體分配狀況、所開啟檔案的狀態、帳號和排程資訊等。

為什麼多執行緒？

4.1 鎖機制

通過鎖機制，能夠保證在多核多執行緒環境中，在某乙個時間點上，只能有乙個執行緒進入臨界區**，從而保證臨界區中運算元據的一致性。

所謂的鎖，可以理解為記憶體中的乙個整型數，擁有兩種狀態：空閒狀態和上鎖狀態。加鎖時，判斷鎖是否空閒，如果空閒，修改為上鎖狀態，返回成功。如果已經上鎖，則返回失敗。解鎖時，則把鎖狀態修改為空閒狀態。

4.2 死鎖的概念

死鎖是指兩個或兩個以上的程序在執行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現象，若無外力作用，它們都將無法推進下去。此時稱系統處於死鎖狀態或系統產生了死鎖，這些永遠在互相等待的程序稱為死鎖程序。死鎖的原因包括系統資源不足、程序執行推進順序不合適、資源分配不當等。

比如兩隻羊過獨木橋。程序比作羊，資源比作橋。若兩隻羊互不相讓，爭著過橋，就產生死鎖。

4.3 死鎖的必要條件

產生死鎖的四個必要條件：

4.4 解決死鎖的四個方式

4.5 例項

多執行緒開發過程中，任何乙個執行緒都可對變數進行修改，如果關鍵**部分沒有進行加鎖，那麼因此而產生bug，可能是我們不能理解的。比如我們定義了乙個共享變數 balance，初始值為 0，並且啟動兩個執行緒，先存後取，理論上結果應該為 0。但是，由於執行緒的排程是由作業系統決定的，當 t1、t2 交替執行時，只要迴圈次數足夠多，balance 的結果就不一定是 0 了。

import time, threading
balance =
0# 假定這是你的銀行存款:
# 先存後取，結果應該為0
defchange_it
(n):
global balance
balance = balance + n
balance = balance - n
defrun_thread
(n):
for i in
range
(100000):
change_it(n)
t1 = threading.thread(target=run_thread, args=(5
,))t2 = threading.thread(target=run_thread, args=(8
,))t1.start(
)t2.start(
)t1.join(
)t2.join(
)print
(balance)
# 26

另外，針對加鎖的**，我們也要考慮鎖的開銷，盡可能只對關鍵**進行加鎖。寫**之前，可以先大概構思好，如何實現，考慮好資料結構等的應用，然後再去coding。

import time, threading
balance =
0lock = threading.lock(
)def
change_it
(n):
global balance
balance = balance + n
balance = balance - n
defrun_thread
(n):
for i in
range
(100000):
# 先要獲取鎖:
lock.acquire(
)try
:# 放心地改吧:
change_it(n)
finally
:# 改完了一定要釋放鎖:
lock.release(
)t1 = threading.thread(target=run_thread, args=(5
,))t2 = threading.thread(target=run_thread, args=(8
,))t1.start(
)t2.start(
)t1.join(
)t2.join(
)print
(balance)
# 0

python 的執行緒雖然是真正的執行緒，但直譯器執行**時，有乙個 gil 鎖(global interpreter lock)，任何 python 執行緒執行前，必須先獲得 gil 鎖。每執行 100 條位元組碼，直譯器就自動釋放 gil 鎖，讓別的執行緒有機會執行。這個 gil 全域性鎖實際上把所有執行緒的執行**都給上了鎖。所以，多執行緒在 python 中只能交替執行，即使 100 個執行緒跑在 100 核 cpu 上，也只能用到 1 個核。

gil 是 python 直譯器設計的歷史遺留問題，通常我們用的直譯器是官方實現的 cpython，要真正利用多核，除非重寫乙個不帶 gil 的直譯器。所以，在 python 如果一定要通過多執行緒利用多核，那只能通過 c 擴充套件來實現。因而，多執行緒的併發在 python 中就是乙個美夢，如果想真正實現多核任務，還是通過多程序來實現吧。

篇幅有限，本文不再針對程序(執行緒)之間的通訊進行介紹，有興趣的可以直接去這兒

程序執行緒鎖的概念

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程序與執行緒的概念

程序和執行緒的概念

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