Python線程之如何解決共享變量問題

更新時間：2022年02月24日 10:16:16 作者：雷學(xué)委

這篇文章主要介紹了Python線程之如何解決共享變量問題，掐滅問我們學(xué)習(xí)了銀行轉(zhuǎn)賬的這個場景，本文解決上次多個線程的操作都更改了amount變量導(dǎo)致運行結(jié)果不對的問題,需要的朋友可以參考一下

前面提到了銀行轉(zhuǎn)賬這個場景，展示了一個比較耗時的轉(zhuǎn)賬操作。

這篇繼續(xù)轉(zhuǎn)帳，下面展示一段程序，多個線程的操作都更改了amount變量導(dǎo)致運行結(jié)果不對的問題。

前文說了轉(zhuǎn)賬問題

下面展示另一種轉(zhuǎn)賬的方式：

import random
import threading
import datetime
import time

xuewei = {'balance': 157}


# amount為負數(shù)即是轉(zhuǎn)出金額
def transfer(money):
? ? name = threading.current_thread().getName()
? ? print("%s 給xuewei轉(zhuǎn)賬 %s " % (name, money))
? ? xuewei['balance'] += money
? ? print("xuewei賬戶余額：", xuewei['balance'])


lists = [-7, 20, -20, 7] ?# 4次轉(zhuǎn)賬的數(shù)額，負數(shù)為學(xué)委的賬戶轉(zhuǎn)出，正數(shù)為他人轉(zhuǎn)入。
# 創(chuàng)建4個任務(wù)給學(xué)委轉(zhuǎn)賬上面lists的金額
threads = []
for i in range(4):
? ? amount = lists[i]
? ? name = "t-" + str(i)
? ? print("%s 計劃轉(zhuǎn)賬 %s" % (name, amount))
? ? mythread = threading.Thread(name=name, target=lambda: transfer(amount))
? ? threads.append(mythread)

# 開始轉(zhuǎn)賬
for t in threads:
? ? t.start()

# 等待3秒讓上面的轉(zhuǎn)賬任務(wù)都完成，我們在看看賬戶余額
time.sleep(3)
print("-" * 16)
print("學(xué)委賬戶余額：", xuewei['balance'])

這里啟動了4個線程，每個線程內(nèi)有個lambda表達式，分別于學(xué)委的賬戶進行轉(zhuǎn)賬，但是最后結(jié)果是185. 而不是157.

下面是運行結(jié)果：

PS: 這只是一種運行結(jié)果。多線程的運行結(jié)果不是永遠一樣的。

如何解決這個問題？

觀測結(jié)果我們發(fā)先amount只保留了最后一個值。

好，下面改造一下：

import random
import threading
import datetime
import time

xuewei = {'balance': 157}

lists = [-7, 20, -20, 7] ?# 4次轉(zhuǎn)賬的數(shù)額，負數(shù)為學(xué)委的賬戶轉(zhuǎn)出，正數(shù)為他人轉(zhuǎn)入。


def transfer(amount):
? ? name = threading.current_thread().getName()
? ? print("%s 給xuewei轉(zhuǎn)賬 %s " % (name,amount))
? ? xuewei['balance'] += amount
? ? print("xuewei賬戶余額：", xuewei['balance'])


# 創(chuàng)建4個任務(wù)給學(xué)委轉(zhuǎn)賬上面lists的金額
for i in range(4):
? ? amount = lists[i]
? ? name = str(i)
? ? # mythread = threading.Thread(name=name, target=lambda: transfer(amount))
? ? def event():
? ? ? ? print("%s 計劃轉(zhuǎn)賬 %s" % (name, amount))
? ? ? ? transfer(amount)
? ? mythread = threading.Thread(name=name, target=event)
? ? mythread.start()


# 等待3秒讓上面的轉(zhuǎn)賬任務(wù)都完成，我們在看看賬戶余額
time.sleep(3)
print("-" * 16)
print("學(xué)委賬戶余額：", xuewei['balance'])

學(xué)委這里加了一個event函數(shù)，把轉(zhuǎn)賬計劃打印出來。

從下面的一次運行結(jié)果看，event函數(shù)的輸出結(jié)果沒錯，所有”計劃轉(zhuǎn)賬“金額都如預(yù)期[-7, 20, -20 7]。問題是transfer函數(shù)再多線程執(zhí)行的時候，我們發(fā)現(xiàn)amount被多線程競爭修改了：

用戶0轉(zhuǎn)賬金額變成20
用戶1轉(zhuǎn)賬金額變成-20
用戶2轉(zhuǎn)賬金額變成7
用戶3轉(zhuǎn)賬金額變成7

也就是說，amount被后面的線程修改了，但是前面線程還沒有執(zhí)行完。
用戶0應(yīng)該轉(zhuǎn)賬-7的，中間還沒有執(zhí)行完畢，結(jié)果被線程1修改了amount為20，用戶0繼續(xù)執(zhí)行轉(zhuǎn)賬，余額變成177. 其他依次推理。

amount這個變量被多個線程競爭修改了，這個就是程序的共享變量。

到底如何解決？

方法非常簡單：直接干掉共享變量。

下面就是消除共享變量的方法： 讓共享變成每個線程訪問獨立運行空間

所以代碼改動如下：

import random
import threading
import datetime
import time

xuewei = {'balance': 157}

lists = [-7, 20, -20, 7] ?# 4次轉(zhuǎn)賬的數(shù)額，負數(shù)為學(xué)委的賬戶轉(zhuǎn)出，正數(shù)為他人轉(zhuǎn)入。
# 我們不要依賴amount變量了
def transfer():
? ? name = threading.current_thread().getName()
? ? xuewei['balance'] += lists[int(name)] #通過線程名字來獲取對應(yīng)金額
? ? print("xuewei賬戶余額：", xuewei['balance'])

# 創(chuàng)建4個任務(wù)給學(xué)委轉(zhuǎn)賬上面lists的金額
threads = []
for i in range(4):
? ? amount = lists[i]
? ? name = str(i)
? ? print("%s 計劃轉(zhuǎn)賬 %s" % (name, amount))
? ? # mythread = threading.Thread(name=name, target=lambda: transfer())
? ? def event():
? ? ? ? transfer()
? ? mythread = threading.Thread(name=name, target=event)
? ? threads.append(mythread)

# 開始轉(zhuǎn)賬
for t in threads:
? ? t.start()

# 等待3秒讓上面的轉(zhuǎn)賬任務(wù)都完成，我們在看看賬戶余額
time.sleep(3)
print("-" * 16)
print("學(xué)委賬戶余額：", xuewei['balance'])

運行結(jié)果如下：