Python多線程同步Lock、RLock、Semaphore、Event實(shí)例
一、多線程同步
由于CPython的python解釋器在單線程模式下執(zhí)行，所以導(dǎo)致python的多線程在很多的時(shí)候并不能很好地發(fā)揮多核cpu的資源。大部分情況都推薦使用多進(jìn)程。
python的多線程的同步與其他語言基本相同，主要包含：
Lock & RLock ：用來確保多線程多共享資源的訪問。
Semaphore ： 用來確保一定資源多線程訪問時(shí)的上限，例如資源池。
Event : 是最簡單的線程間通信的方式，一個(gè)線程可以發(fā)送信號，其他的線程接收到信號后執(zhí)行操作。
二、實(shí)例
1）Lock & RLock
Lock對象的狀態(tài)可以為locked和unlocked
使用acquire()設(shè)置為locked狀態(tài)；
使用release()設(shè)置為unlocked狀態(tài)。
如果當(dāng)前的狀態(tài)為unlocked，則acquire()會將狀態(tài)改為locked然后立即返回。當(dāng)狀態(tài)為locked的時(shí)候，acquire()將被阻塞直到另一個(gè)線程中調(diào)用release()來將狀態(tài)改為unlocked，然后acquire()才可以再次將狀態(tài)置為locked。
Lock.acquire(blocking=True, timeout=-1),blocking參數(shù)表示是否阻塞當(dāng)前線程等待，timeout表示阻塞時(shí)的等待時(shí)間 。如果成功地獲得lock，則acquire()函數(shù)返回True，否則返回False，timeout超時(shí)時(shí)如果還沒有獲得lock仍然返回False。
實(shí)例：(確保只有一個(gè)線程可以訪問共享資源)
import threading
import time
num = 0
lock = threading.Lock()
def func(st):
global num
print (threading.currentThread().getName() + ' try to acquire the lock')
if lock.acquire():
print (threading.currentThread().getName() + ' acquire the lock.' )
print (threading.currentThread().getName() +" :%s" % str(num) )
num += 1
time.sleep(st)
print (threading.currentThread().getName() + ' release the lock.' )
lock.release()
t1 = threading.Thread(target=func, args=(8,))
t2 = threading.Thread(target=func, args=(4,))
t3 = threading.Thread(target=func, args=(2,))
t1.start()
t2.start()
t3.start()
結(jié)果：
RLock與Lock的區(qū)別是：RLock中除了狀態(tài)locked和unlocked外還記錄了當(dāng)前l(fā)ock的owner和遞歸層數(shù)，使得RLock可以被同一個(gè)線程多次acquire()。
2）Semaphore
Semaphore管理一個(gè)內(nèi)置的計(jì)數(shù)器，
每當(dāng)調(diào)用acquire()時(shí)內(nèi)置計(jì)數(shù)器-1；
調(diào)用release() 時(shí)內(nèi)置計(jì)數(shù)器+1；
計(jì)數(shù)器不能小于0；當(dāng)計(jì)數(shù)器為0時(shí)，acquire()將阻塞線程直到其他線程調(diào)用release()。
實(shí)例：(同時(shí)只有2個(gè)線程可以獲得semaphore,即可以限制最大連接數(shù)為2)：
import threading
import time
semaphore = threading.Semaphore(2)
def func():
if semaphore.acquire():
for i in range(5):
print (threading.currentThread().getName() + ' get semaphore')
semaphore.release()
print (threading.currentThread().getName() + ' release semaphore')
for i in range(4):
t1 = threading.Thread(target=func)
t1.start()
結(jié)果：
3) Event
Event內(nèi)部包含了一個(gè)標(biāo)志位，初始的時(shí)候?yàn)閒alse。
可以使用使用set()來將其設(shè)置為true；
或者使用clear()將其從新設(shè)置為false；
可以使用is_set()來檢查標(biāo)志位的狀態(tài)；
另一個(gè)最重要的函數(shù)就是wait(timeout=None)，用來阻塞當(dāng)前線程，直到event的內(nèi)部標(biāo)志位被設(shè)置為true或者timeout超時(shí)。如果內(nèi)部標(biāo)志位為true則wait()函數(shù)理解返回。
實(shí)例： (線程間相互通信)
import logging
import threading
import time
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,
format="(%(threadName)-10s : %(message)s",
)
def wait_for_event_timeout(e, t):
"""Wait t seconds and then timeout"""
while not e.isSet():
logging.debug("wait_for_event_timeout starting")
event_is_set = e.wait(t)
logging.debug("event set: %s" % event_is_set)
if event_is_set:
logging.debug("processing event")
else:
logging.debug("doing other work")
e = threading.Event()
t2 = threading.Thread(name="nonblock",
target=wait_for_event_timeout,args=(e, 2))
t2.start()
logging.debug("Waiting before calling Event.set()")
time.sleep(7)
e.set()
logging.debug("Event is set")
運(yùn)行結(jié)果：
三、其他
1） 線程局部變量
線程局部變量的值是跟線程相關(guān)的，區(qū)別與全局的變量。使用非常簡單如下：
mydata = threading.local()
mydata.x = 1
2）對Lock，semaphore，condition等使用with關(guān)鍵字代替手動調(diào)用acquire()和release()。
相關(guān)文章
python動態(tài)性強(qiáng)類型用法實(shí)例
這篇文章主要介紹了python動態(tài)性強(qiáng)類型用法,對比C#實(shí)例分析了python動態(tài)性強(qiáng)類型的使用方法,需要的朋友可以參考下2015-05-05
Python使用ClickHouse的實(shí)踐與踩坑記錄
這篇文章主要介紹了Python使用ClickHouse的實(shí)踐與踩坑記錄，具有很好的參考價(jià)值，希望對大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教2022-05-05
本文將重點(diǎn)介紹Python字符串的各種常用方法，字符串是實(shí)際開發(fā)中經(jīng)常用到的，所有熟練的掌握它的各種用法顯得尤為重要。需要的朋友可以參考下面文章內(nèi)容2021-09-09
pycharm配置anaconda環(huán)境時(shí)找不到python.exe解決辦法
今天來說一下python中一個(gè)管理包很好用的工具anaconda,可以輕松實(shí)現(xiàn)python中各種包的管理,這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于pycharm配置anaconda環(huán)境時(shí)找不到python.exe的解決辦法,需要的朋友可以參考下2023-10-10
python數(shù)據(jù)庫如何連接SQLite詳解
這篇文章主要介紹了Python實(shí)現(xiàn)連接SQLite數(shù)據(jù)庫的方法,在Python數(shù)據(jù)庫編程中有著廣泛的應(yīng)用,需要的朋友可以參考下，希望能給你帶來幫助2021-08-08
這篇文章主要介紹了Python中的異步for循環(huán),我們將討論 Python 庫 asyncio 和運(yùn)行異步代碼所需的函數(shù)，需要的朋友可以參考下2023-05-05
這篇文章主要介紹了python之流程控制語句match-case使用,具有很好的參考價(jià)值,希望對大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2025-03-03
Python實(shí)現(xiàn)監(jiān)控遠(yuǎn)程主機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的示例詳解
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Python如何使用Socket庫和相應(yīng)的第三方庫來監(jiān)控遠(yuǎn)程主機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，比如CPU使用率、內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡(luò)帶寬等，感興趣的可以了解一下2023-04-04
這篇文章主要介紹了使用Python進(jìn)行視頻相似度比較實(shí)例,本文通過漢明距離算法與圖片比較等方法對比兩個(gè)視頻流的相似度，文中提供了部分實(shí)現(xiàn)代碼與解決思路,需要的朋友可以參考下2023-07-07
Python自動創(chuàng)建Markdown表格使用實(shí)例探究
Markdown表格是文檔中整理和展示數(shù)據(jù)的重要方式之一,然而,手動編寫大型表格可能會費(fèi)時(shí)且容易出錯(cuò),本文將介紹如何使用Python自動創(chuàng)建Markdown表格,通過示例代碼詳細(xì)展示各種場景下的創(chuàng)建方法,提高表格生成的效率2024-01-01