多个执行线程经常要共享数据,如果仅仅读取共享数据还好,但是如果多个线程要修改共享数据的话就可能出现无法预料的结果。
        假如两个线程对象t1t2都要对数值num=0进行增1运算,那么t1t2都各对num修改10次的话,那么num最终的结果应该为20。但是如果当t1取得num的值时(假如此时num0),系统把t1调度为“sleeping”状态,而此时t2转换为“running”状态,此时t2获得的num的值也为0,然后他把num+1的值1赋给num。系统又把t2转化为“sleeping”状态,t1为“running”状态,由于t1已经得到num值为0,所以他也把num+1的值赋给了num1。本来是2次增1运行,结果却是num只增了1次。类似这样的情况在多线程同时执行的时候是有可能发生的。所以为了防止这类情况的出现就要使用线程同步机制。
        最简单的同步机制就是“锁”。锁对象用threading.RLock类创建:

    mylock = threading.RLock()

        如何使用锁来同步线程呢?线程可以使用锁的acquire() (获得)方法,这样锁就进入“locked”状态。每次只有一个线程可以获得锁。如果当另一个线程试图获得这个锁的时候,就会被系统变为“blocked”状态,直到那个拥有锁的线程调用锁的release() (释放)方法,这样锁就会进入“unlocked”状态。“blocked”状态的线程就会收到一个通知,并有权利获得锁。如果多个线程处于“blocked”状态,所有线程都会先解除“blocked”状态,然后系统选择一个线程来获得锁,其他的线程继续沉默(“blocked”)。

import threading
mylock = threading.RLock()
class mythread(threading.Thread)
    …
    def run(self …):
        …     #此处 不可以 放置修改共享数据的代码
        mylock.acquire()
        …     #此处 可以 放置修改共享数据的代码
        mylock.release()
        …    
#此处 不可以 放置修改共享数据的代码

        我们把修改共享数据的代码称为“临界区”,必须将所有“临界区”都封闭在同一锁对象的acquire()release()方法调用之间。
        锁只能提供最基本的同步级别。有时需要更复杂的线程同步,例如只在发生某些事件时才访问一个临界区(例如当某个数值改变时)。这就要使用“条件变量”。
        条件变量用threading.Condition类创建:

    mycondition = threading.Condition()

        条件变量是如何工作的呢?首先一个线程成功获得一个条件变量后,调用此条件变量的wait()方法会导致这个线程释放这个锁,并进入“blocked”状态,直到另一个线程调用同一个条件变量的notify()方法来唤醒那个进入“blocked”状态的线程。如果调用这个条件变量的notifyAll()方法的话就会唤醒所有的在等待的线程。
        如果程序或者线程永远处于“blocked”状态的话,就会发生死锁。所以如果使用了锁、条件变量等同步机制的话,一定要注意仔细检查,防止死锁情况的发生。对于可能产生异常的临界区要使用异常处理机制中的finally子句来保证释放锁。等待一个条件变量的线程必须用notify()方法显式的唤醒,否则就永远沉默。保证每一个wait()方法调用都有一个相对应的notify()调用,当然也可以调用notifyAll()方法以防万一。


评论

该日志第一篇评论

发表评论

评论也有版权!