在多線程中,當多個線程同時處理一個共享資源(如文件)時(向文件中讀寫數據),為了避免并發修改錯誤(多個線程訪問同一資源導致數據不一致),使用了某種鎖定機制,當一個線程訪問一個資源時,它會鎖定該資源,直到它釋放該鎖定,其他線程都不能訪問同一資源。
鎖對象:Python 多線程
在 Python 的threading
模塊中,為了高效多線程,使用了一個原語鎖。這個鎖幫助我們同步兩個或多個線程。鎖類可能提供了 Python 中最簡單的同步原語。
原始鎖可以有兩種狀態:鎖定或解鎖,并且最初是在我們初始化 lock 對象時在解鎖狀態下創建的。它有兩種基本方法,acquire()
和release()
。
以下是創建鎖對象的基本語法:
import threading
threading.Lock()
鎖對象使用兩種方法,它們是:
acquire(blocking=True, timeout=-1)
方法
此方法用于獲取鎖。當它在沒有參數的情況下被調用時,它會一直阻塞,直到鎖被解鎖。
該方法可以采用 2 個可選參數,它們是:
- 阻塞標志,如果該鎖已經被某個其他線程獲得,則該標志如果作為
False
發送,將不會阻塞該線程,并將作為結果返回False
。如果您將該阻塞標志的值提供為True
,那么如果其他線程持有鎖,調用線程將被阻塞,一旦鎖被釋放,那么您的線程將獲得鎖并返回True
。 - timeout 參數用于提供一個正浮點值,該值指定如果其他線程正在持有鎖,調用線程將被阻塞的秒數。默認值為 -1 表示如果線程不能立即獲得鎖,它將被無限期阻塞。
release()
方法
它用于釋放獲取的鎖。如果鎖被鎖定,這個方法會將其重置為解鎖狀態,然后返回。此外,該方法可以從任何線程調用。
當調用此方法時,已經等待獲取鎖的線程中的一個被允許持有鎖。
此外,如果在未鎖定的鎖上調用它,它會拋出RuntimeError
。
是時候舉個例子了!
下面我們有一個簡單的 python 程序,其中我們有一個類SharedCounter
,它將作為線程之間的共享資源。
我們有一個task
方法,我們稱之為increment()
方法。由于多個線程將訪問同一個計數器并增加其值,因此存在并發修改的可能性,這可能導致counter
的值不一致。
請始終從上面的代碼中獲取:
- 當一個線程使用
acquire()
方法獲取鎖,然后訪問一個資源時,如果在訪問資源的過程中出現了一些錯誤,會怎么樣?在這種情況下,沒有其他線程能夠訪問該資源,因此我們必須訪問try
塊內的資源。在finally
區塊內部,我們可以調用release()
方法來重新鎖定。 - 嘗試注釋第 13 行和第 19 行的代碼,并嘗試多次運行代碼,有時您會看到代碼會給出正確的輸出,但有時您會看到不正確的
counter
值。