在Python編程語言中，對于線程的操作是一個比較重要的應(yīng)用技術(shù)。我們將會在這篇文章中為大家詳細(xì)介紹一下這方面的相關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容，Python線程同步的應(yīng)用方式。多個執(zhí)行線程經(jīng)常要共享數(shù)據(jù)，如果僅僅讀取共享數(shù)據(jù)還好，但是如果多個線程要修改共享數(shù)據(jù)的話就可能出現(xiàn)無法預(yù)料的結(jié)果。#t#

假如兩個線程對象t1和t2都要對數(shù)值num=0進(jìn)行增1運(yùn)算，那么t1和t2都各對num修改10次的話，那么num最終的結(jié)果應(yīng)該為20。但是如果當(dāng)t1取得num的值時（假如此時num為0），系統(tǒng)把t1調(diào)度為“sleeping”狀態(tài)，而此時t2轉(zhuǎn)換為“running”狀態(tài)，此時t2獲得的num的值也為0，然后他把num+1的值1賦給num。系統(tǒng)又把t2轉(zhuǎn)化為“sleeping”狀態(tài)，t1為“running”狀態(tài)，由于t1已經(jīng)得到num值為0，所以他也把num+1的值賦給了num為1。本來是2次增1運(yùn)行，結(jié)果卻是num只增了1次。類似這樣的情況在多線程同時執(zhí)行的時候是有可能發(fā)生的。所以為了防止這類情況的出現(xiàn)就要使用Python線程同步機(jī)制。

最簡單的同步機(jī)制就是“鎖”

鎖對象用threading.RLock類創(chuàng)建

mylock = threading.RLock() 

如何使用鎖來Python線程同步呢？線程可以使用鎖的acquire() （獲得）方法，這樣鎖就進(jìn)入“locked”狀態(tài)。每次只有一個線程可以獲得鎖。如果當(dāng)另一個線程試圖獲得這個鎖的時候，就會被系統(tǒng)變?yōu)?ldquo;blocked”狀態(tài)，直到那個擁有鎖的線程調(diào)用鎖的release() （釋放）方法，這樣鎖就會進(jìn)入“unlocked”狀態(tài)。“blocked”狀態(tài)的線程就會收到一個通知，并有權(quán)利獲得鎖。如果多個線程處于“blocked”狀態(tài)，所有線程都會先解除“blocked”狀態(tài)，然后系統(tǒng)選擇一個線程來獲得鎖，其他的線程繼續(xù)沉默（“blocked”）。

import threading  
mylock = threading.RLock()  
class mythread(threading.Thread)  
…  
def run(self …):  
… #此處 不可以 放置修改共享數(shù)據(jù)的代碼  
mylock.acquire()  
… #此處 可以 放置修改共享數(shù)據(jù)的代碼  
mylock.release()  
… #此處 不可以 放置修改共享數(shù)據(jù)的代碼 

我們把修改共享數(shù)據(jù)的代碼稱為“臨界區(qū)”，必須將所有“臨界區(qū)”都封閉在同一鎖對象的acquire()和release()方法調(diào)用之間。

鎖只能提供最基本的同步級別。有時需要更復(fù)雜的線程同步，例如只在發(fā)生某些事件時才訪問一個臨界區(qū)（例如當(dāng)某個數(shù)值改變時）。這就要使用“條件變量”。

條件變量用threading.Condition類創(chuàng)建

mycondition = threading.Condition() 

條件變量是如何工作的呢？首先一個Python線程同步成功獲得一個條件變量后，調(diào)用此條件變量的wait()方法會導(dǎo)致這個線程釋放這個鎖，并進(jìn)入“blocked”狀態(tài)，直到另一個線程調(diào)用同一個條件變量的notify()方法來喚醒那個進(jìn)入“blocked”狀態(tài)的線程。如果調(diào)用這個條件變量的notifyAll()方法的話就會喚醒所有的在等待的線程。

如果程序或者線程永遠(yuǎn)處于“blocked”狀態(tài)的話，就會發(fā)生死鎖。所以如果使用了鎖、條件變量等同步機(jī)制的話，一定要注意仔細(xì)檢查，防止死鎖情況的發(fā)生。對于可能產(chǎn)生異常的臨界區(qū)要使用異常處理機(jī)制中的finally子句來保證釋放鎖。等待一個條件變量的線程必須用notify()方法顯式的喚醒，否則就永遠(yuǎn)沉默。保證每一個wait()方法調(diào)用都有一個相對應(yīng)的notify()調(diào)用，當(dāng)然也可以調(diào)用notifyAll()方法以防萬一。