python多執行緒程式設計 3 使用互斥鎖同步執行緒

上一節的例子中，每個執行緒互相獨立，相互之間沒有任何關係。現在假設這樣乙個例子：有乙個全域性的計數num，每個執行緒獲取這個全域性的計數，根據num進行一些處理，然後將num加1。很容易寫出這樣的**：

#
encoding: utf-8
import threading
import time
class mythread(threading.thread):
def run(self):
global num
time.sleep(1)
num = num+1
msg = self.name+'
set num to 
'+str(num)
print msg
num = 0
def test():
for i in range(5):
t = mythread()
t.start()
if__name__ == '
__main__
':test()

但是執行結果是不正確的：

thread-5 set num to 2

thread-3 set num to 3

thread-2 set num to 5

thread-1 set num to 5

thread-4 set num to 4

問題產生的原因就是沒有控制多個執行緒對同一資源的訪問，對資料造成破壞，使得執行緒執行的結果不可預期。這種現象稱為「執行緒不安全」。

上面的例子引出了多執行緒程式設計的最常見問題：資料共享。當多個執行緒都修改某乙個共享資料的時候，需要進行同步控制。

執行緒同步能夠保證多個執行緒安全訪問競爭資源，最簡單的同步機制是引入互斥鎖。互斥鎖為資源引入乙個狀態：鎖定/非鎖定。某個執行緒要更改共享資料時，先將其鎖定，此時資源的狀態為「鎖定」，其他執行緒不能更改；直到該執行緒釋放資源，將資源的狀態變成「非鎖定」，其他的執行緒才能再次鎖定該資源。互斥鎖保證了每次只有乙個執行緒進行寫入操作，從而保證了多執行緒情況下資料的正確性。

threading模組中定義了lock類，可以方便的處理鎖定：

#
建立鎖mutex = threading.lock()#鎖定
mutex.acquire([timeout])#釋放
mutex.release()

其中，鎖定方法acquire可以有乙個超時時間的可選引數timeout。如果設定了timeout，則在超時後通過返回值可以判斷是否得到了鎖，從而可以進行一些其他的處理。

使用互斥鎖實現上面的例子的**如下：

import threading
import time
class mythread(threading.thread):
def run(self):
global num 
time.sleep(1)
if mutex.acquire(1):  
num = num+1
msg = self.name+'
set num to 
'+str(num)
print msg
mutex.release()
num = 0
mutex = threading.lock()
def test():
for i in range(5):
t = mythread()
t.start()
if__name__ == '
__main__
':test()

執行結果：

thread-3 set num to 1

thread-4 set num to 2

thread-5 set num to 3

thread-2 set num to 4

thread-1 set num to 5

可以看到，加入互斥鎖後，執行結果與預期相符。

當乙個執行緒呼叫鎖的acquire()方法獲得鎖時，鎖就進入「locked」狀態。每次只有乙個執行緒可以獲得鎖。如果此時另乙個執行緒試圖獲得這個鎖，該執行緒就會變為「blocked」狀態，稱為「同步阻塞」（參見多執行緒的基本概念）。

直到擁有鎖的執行緒呼叫鎖的release()方法釋放鎖之後，鎖進入「unlocked」狀態。執行緒排程程式從處於同步阻塞狀態的執行緒中選擇乙個來獲得鎖，並使得該執行緒進入執行（running）狀態。

互斥鎖最基本的內容就是這些，下一節將討論可重入鎖（rlock)和死鎖問題。

python多執行緒程式設計 3 使用互斥鎖同步執行緒

Python3多執行緒程式設計

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Python3 多執行緒程式設計

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