python 多程序程式設計（二）程序鎖訊號量

我們有時候會遇到這樣的情況，當有100個執行緒同時去操作乙個檔案或者修改乙個資料的時候，會發生什麼呢？

我們來看一下下面的例子

from time import sleep
from threading import thread
class
account
(object):
def__init__
(self)
:        self._balance =
0def
deposit
(self, money)
:# 計算存款後的餘額
new_balance = self._balance + money
# 模擬受理存款業務需要0.01秒的時間
sleep(
0.01
)# 修改賬戶餘額
self._balance = new_balance
@property
defbalance
(self)
:return self._balance
class
addmoneythread
(thread)
:def
__init__
(self, account, money)
:super()
.__init__(
)        self._account = account
self._money = money
defrun(self)
:        self._account.deposit(self._money)
defmain()
:    account = account(
)    threads =
# 建立100個存款的執行緒向同乙個賬戶中存錢
for _ in
range
(100):
t = addmoneythread(account,1)
t.start(
)# 等所有存款的執行緒都執行完畢
for t in threads:
t.join(
)print
('賬戶餘額為: ￥%d元'
% account.balance)
if __name__ ==
'__main__'
:    main(
)

我們創造了100個執行緒來對餘額進行了加一塊錢的操作，按道理我們最後的結果應該是100元，但是輸出的結果竟然還是1塊，如果這是發生在銀行卡上的操作，那將是絕對不允許的。

產生的原因是因為這100個執行緒幾乎是同是啟動的，那麼它們拿到的初始資料肯定都是0，那麼加1後返還，那必定是1塊了。

那我們解決這個問題的最佳方法就是，加上程序鎖或者是執行緒鎖，在乙個執行緒對資料進行操作的時候，其餘執行緒會堵塞，直到上乙個執行緒執行完畢，下乙個執行緒才能繼續進行操作。雖然這會降低程式執行的效率，但在這種情況下，資料的一致性的優先順序是最高的

from time import sleep
from threading import thread, lock
class
account
(object):
def__init__
(self)
:        self._balance =
0        self._lock = lock(
)def
deposit
(self, money)
:# 先獲取鎖才能執行後續的**
self._lock.acquire(
)try
:            new_balance = self._balance + money
sleep(
0.01
)            self._balance = new_balance
finally
:# 在finally中執行釋放鎖的操作保證正常異常鎖都能釋放
self._lock.release(
)    @property
defbalance
(self)
:return self._balance
class
addmoneythread
(thread)
:def
__init__
(self, account, money)
:super()
.__init__(
)        self._account = account
self._money = money
defrun(self)
:        self._account.deposit(self._money)
defmain()
:    account = account(
)    threads =
for _ in
range
(100):
t = addmoneythread(account,1)
t.start(
)for t in threads:
t.join(
)print
('賬戶餘額為: ￥%d元'
% account.balance)
if __name__ ==
'__main__'
:    main(
)

訊號量最直觀的解釋同一時間一段****能被多少子程序執行的數量，如果一段**能同時被四個子程序執行，那麼訊號量就是4。這個訊號量的實現也是基於程序鎖的原理，程序鎖是一把鎖，而訊號量的實現類似於分配若干程序鎖來實現。

import random
from multiprocessing import process,semaphore
import time
defmovie
(name,sem)
:    sem.acquire(
)#獲取程序鎖
print
("%s is watching movie"
%name)
time.sleep(random.randint(1,
4))print
("%s exit"
%name)
sem.release(
)if __name__ ==
'__main__'
:    sem = semaphore(4)
#設定四把程序鎖
for i in
range(8
):p = process(target=movie,args=
(i,sem)
)        p.start(
)

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