python线程中同步锁详解

下面是关于"Python线程中同步锁详解"的完整攻略：

什么是同步锁？

同步锁是用于多线程编程的重要工具之一，它可以确保多个线程不会同时访问共享资源，从而避免数据竞争和死锁等问题的发生。

在Python中，我们可以使用threading模块提供的Lock, RLock和Semaphore等类来实现同步锁。

Lock类详解

Lock类的基本用法

Lock类是普通的锁，每次只允许一个线程访问共享资源。它有两个基本方法：acquire()和release()。

acquire()方法用于获取锁，如果该锁当前没有被其他线程占用，就会立即获取锁并返回True；否则就会阻塞线程，并一直等待到锁被释放。当一个线程获得了锁之后，只有它自己能够释放该锁。

release()方法用于释放锁，当一个线程释放了锁之后，其他线程才能获得该锁。如果当前没有线程持有该锁，调用release()方法就会抛出异常。

下面是一个例子：

import threading

lock = threading.Lock()

def func():
    lock.acquire()
    print('Enter')
    print('Leave')
    lock.release()

thread1 = threading.Thread(target=func)
thread2 = threading.Thread(target=func)

thread1.start()
thread2.start()

thread1.join()
thread2.join()

假设我们有两个线程thread1和thread2，它们共享一个全局变量lock。func()函数表示要在线程中执行的任务，它先调用lock.acquire()获取锁，输出'Enter'和'Leave'，最后再调用lock.release()释放锁。我们创建两个线程，并启动它们，然后使用join()方法等待它们执行完毕。这样就能够保证每个线程在执行时都会先获取锁，然后再执行任务，最后释放锁，从而避免数据竞争的发生。

Lock类的使用技巧

我们通常将Lock类作为一个上下文管理器来使用，这样能够保证每次使用完锁之后都能正确释放，避免造成死锁和资源泄漏等问题。使用上下文管理器的方法就是通过with语句来实现，如下所示：

import threading

lock = threading.Lock()

def func():
    with lock:
        print('Enter')
        print('Leave')

thread1 = threading.Thread(target=func)
thread2 = threading.Thread(target=func)

thread1.start()
thread2.start()

thread1.join()
thread2.join()

这里的with语句会自动调用lock.acquire()和lock.release()方法，确保每次使用完锁之后都会正确释放。

RLock类详解

RLock类的基本用法

RLock类是可重入的锁，它允许同一个线程在多次获取锁的情况下不会造成死锁，从而提高了效率。

与Lock类不同的是，RLock类有一个计数器，当一个线程获取锁时计数器加1，释放锁时计数器减1。只有当计数器恢复到0时才能允许其他线程获取该锁。

为了避免由于未能正确释放锁而造成的死锁问题，我们通常使用RLock类来代替Lock类，如下所示：

import threading

lock = threading.RLock()

def func():
    with lock:
        print('hello')
        with lock:
            print('world')

thread1 = threading.Thread(target=func)
thread2 = threading.Thread(target=func)

thread1.start()
thread2.start()

thread1.join()
thread2.join()

这里我们创建了一个可重入的锁lock，然后在func()函数中使用with语句两次获取锁，并输出'hello'和'world'。当一个线程获取到了锁之后，可以多次获取该锁而不会造成死锁。只有当计数器恢复为0时才能允许其他线程获取该锁。

RLock类的使用技巧

我们通常将RLock类作为一个上下文管理器来使用，在一个线程中多次获取锁时，使用RLock类能够确保每次获取锁操作都是可重入的，并且每次锁都能正确释放。

Semaphore类详解

Semaphore类是一种限制并发数的锁，它用于控制对共享资源的访问并发量。与Lock和RLock不同，Semaphore不是用来协调多个线程之间对共享资源的访问顺序，而是用来限制并发数。

Semaphore有两个基本方法：acquire()和release()。

acquire()方法用于获取锁，如果当前锁已经被占满，则线程会被阻塞，直到有其他线程释放锁。如果参数blocking为False并且当前锁已被占用，则会立即返回False。

release()方法用于释放锁。