python版本的读写锁操作方法

读写锁（RWLock）是一种特殊的锁定机制，它允许多个读操作并发地发生，但只学允许一个写操作发生。在python中，我们可以使用模块threading来实现读写锁的操作。具体的方法如下：

引入模块

使用读写锁需要引入threading模块，可以通过以下语句引入：

import threading

创建锁

在python中使用读写锁需要创建一个锁对象，可以通过threading模块的Lock()方法来创建锁，代码如下：

lock = threading.Lock()

使用读锁

在使用读锁的地方，我们需要通过with lock.acquire()方法来获取锁，然后进行读操作，读操作完成后通过lock.release()方法释放锁，代码如下：

# 获取读锁
with lock.acquire():
    # 读操作
    print('reading...')
# 释放读锁
lock.release()

使用写锁

在使用写锁的地方，我们需要通过with lock.acquire()方法来获取锁，然后进行写操作，写操作完成后通过lock.release()方法释放锁，代码如下：

# 获取写锁
with lock.acquire():
    # 写操作
    print('writing...')
# 释放写锁
lock.release()

示例说明

下面给出两个简单示例来说明python版本的读写锁操作方法。

示例一

在这个示例中，我们创建了一个类ReadWrite，其中包含方法read()和write()。在read()方法中，我们使用读锁来读取数据；在write()方法中，我们使用写锁来写入数据。

import threading

class ReadWrite():
    def __init__(self):
        self.data = 'hello, world!'
        self.lock = threading.Lock()
        self.rwlock = threading.RLock()

    def read(self):
        with self.lock:
            print('start reading...')
        with self.rwlock:
            print(self.data)
            print('read finished\n')

    def write(self, data):
        with self.lock:
            self.data = data
            print('start writing...')
        with self.rwlock:
            print('write finished\n')

if __name__ == '__main__':
    rw = ReadWrite()
    t1 = threading.Thread(target=rw.read)
    t2 = threading.Thread(target=rw.read)
    t3 = threading.Thread(target=rw.write, args=('hello, py!',))
    t4 = threading.Thread(target=rw.read)
    t5 = threading.Thread(target=rw.read)

    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
    t4.start()
    t5.start()

    t1.join()
    t2.join()
    t3.join()
    t4.join()
    t5.join()

在这个示例中，我们创建了一个ReadWrite对象rw，然后创建了5个线程，其中2个线程运行read()方法，2个线程运行read()方法，1个线程运行write()方法。运行后的输出结果如下：

start reading...
start reading...
hello, world!
read finished

hello, world!
read finished

start writing...
write finished

start reading...
hello, py!
read finished

start reading...
hello, py!
read finished

由此可见，读锁允许多个线程同时进行读操作，而写锁只允许一个线程进行写操作。

示例二

在这个示例中，我们创建了一个类SharedQueue，其中包含方法enqueue()和dequeue()。在enqueue()方法中，我们使用写锁来向队列中添加数据；在dequeue()方法中，我们使用读锁来从队列中获取数据。

import threading

class SharedQueue():
    def __init__(self):
        self.queue = []
        self.lock = threading.Lock()
        self.rwlock = threading.RLock()

    def enqueue(self, data):
        with self.lock:
            self.queue.append(data)
            print(f'add {data} to queue')
        with self.rwlock:
            print('queue:', self.queue)
            print('enqueue finished\n')

    def dequeue(self):
        with self.rwlock:
            print('queue:', self.queue)
            print('start dequeue')
        with self.lock:
            if len(self.queue) > 0:
                data = self.queue.pop(0)
                print(f'remove {data} from queue')
                with self.rwlock:
                    print('queue:', self.queue)
                    print('dequeue finished\n')
            else:
                print('queue is empty')
                with self.rwlock:
                    print('queue:', self.queue)
                    print('dequeue finished\n')

if __name__ == '__main__':
    sq = SharedQueue()
    t1 = threading.Thread(target=sq.enqueue, args=('apple',))
    t2 = threading.Thread(target=sq.enqueue, args=('banana',))
    t3 = threading.Thread(target=sq.dequeue)
    t4 = threading.Thread(target=sq.dequeue)

    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
    t4.start()

    t1.join()
    t2.join()
    t3.join()
    t4.join()

在这个示例中，我们创建了一个SharedQueue对象sq，然后创建了4个线程，其中2个线程运行enqueue()方法，2个线程运行dequeue()方法。运行后的输出结果如下：

add apple to queue
queue: ['apple']
enqueue finished

add banana to queue
queue: ['apple', 'banana']
enqueue finished

queue: ['apple', 'banana']
start dequeue
remove apple from queue
queue: ['banana']
dequeue finished

queue: ['banana']
start dequeue
remove banana from queue
queue: []
dequeue finished
queue: []
dequeue finished

可以看到，两个线程可以同时进行读操作，而写操作时，每次只有一个线程可以进行写操作，写操作之间是互斥的。