在Python中,当多个线程同时访问共享资源时,可能会导致数据的不一致或其他问题。为了解决这种问题,我们需要使用锁。多线程锁在Python中的模块为threading
。
多线程锁可以保证在同一时刻只有一个线程可以访问共享资源,而其他线程必须等待该线程释放锁后才可以获得锁并访问共享资源。
我们可以通过threading.Lock()
方法来创建一个锁对象,如下所示:
lock = threading.Lock()
使用锁对象时,在需要对共享资源进行访问的地方,需要先获得锁,并在访问结束后释放锁。获得锁的方法为acquire()
,释放锁的方法为release()
。当一个线程调用acquire()
方法获取锁时,如果锁已经被其他线程占用,该线程将会进入阻塞状态,等待锁被其他线程释放。当该线程获取到锁后,可以访问共享资源;访问完成后,释放锁的方法为release()
。
以下是一个简单的示例,演示如何使用多线程锁:
import threading
# 共享资源
count = 0
# 创建锁对象
lock = threading.Lock()
# 线程函数
def add():
global count
# 先获得锁
lock.acquire()
# 对共享资源进行操作
for i in range(100000):
count += 1
# 释放锁
lock.release()
# 创建线程
t1 = threading.Thread(target=add)
t2 = threading.Thread(target=add)
# 启动线程
t1.start()
t2.start()
# 等待线程执行完毕
t1.join()
t2.join()
# 输出结果
print(count)
在上面的示例中,我们创建了一个Lock()
对象,并在add()
方法中使用了lock.acquire()
获得锁,在访问共享资源count
时,必须先获得锁。操作完成后,使用lock.release()
释放锁,使其他线程可以访问共享资源。
在上面的示例中,由于我们使用了锁来保护共享资源,所以最终输出的结果为200000。
以下是另一个示例,演示了在使用锁的时候,如果一个线程获取到锁后一直不释放,会导致另一个线程一直处于等待状态:
import threading
# 共享资源
count = 0
# 创建锁对象
lock = threading.Lock()
# 线程函数,一直占用锁
def worker1():
global count
# 先获得锁
lock.acquire()
# 模拟占用锁的情况
while True:
pass
# 释放锁
lock.release()
# 线程函数,尝试获取锁
def worker2():
global count
# 先获得锁
lock.acquire()
# 对共享资源进行操作
for i in range(100000):
count += 1
# 释放锁
lock.release()
# 创建线程
t1 = threading.Thread(target=worker1)
t2 = threading.Thread(target=worker2)
# 启动线程
t1.start()
t2.start()
# 等待线程执行完毕
t1.join()
t2.join()
# 输出结果
print(count)
在上面的示例中,我们创建了两个线程,worker1()
函数获取到锁后一直不释放,而worker2()
函数尝试获取锁并进行操作。由于锁已经被worker1()
函数占用,所以worker2()
函数一直处于等待状态,导致程序一直无法结束。因此,在使用锁的时候,需要确保释放锁的时机是合理的,否则可能会导致死锁等问题。
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