临界资源即那些一次只能被一个线程访问的资源,典型例子就是打印机,它一次只能被一个程序用来执行打印功能,因为不能多个线程同时操作,而访问这部分资源的代码通常称之为临界区。
锁机制
threading的Lock类,用该类的acquire函数进行加锁,用realease函数进行解锁
import threadingimport timeclass Num: def __init__(self): self.num = 0 self.lock = threading.Lock() def add(self): self.lock.acquire()#加锁,锁住相应的资源 self.num += 1 num = self.num self.lock.release()#解锁,离开该资源 return numn = Num()class jdThread(threading.Thread): def __init__(self,item): threading.Thread.__init__(self) self.item = item def run(self): time.sleep(2) value = n.add()#将num加1,并输出原来的数据和+1之后的数据 print(self.item,value)for item in range(5): t = jdThread(item) t.start() t.join()#使线程一个一个执行
当一个线程调用锁的acquire()方法获得锁时,锁就进入“locked”状态。每次只有一个线程可以获得锁。如果此时另一个线程试图获得这个锁,该线程就会变为“blocked”状态,称为“同步阻塞”(参见多线程的基本概念)。
直到拥有锁的线程调用锁的release()方法释放锁之后,锁进入“unlocked”状态。线程调度程序从处于同步阻塞状态的线程中选择一个来获得锁,并使得该线程进入运行(running)状态。
信号量
信号量也提供acquire方法和release方法,每当调用acquire方法的时候,如果内部计数器大于0,则将其减1,如果内部计数器等于0,则会阻塞该线程,知道有线程调用了release方法将内部计数器更新到大于1位置。
import threadingimport timeclass Num: def __init__(self): self.num = 0 self.sem = threading.Semaphore(value = 3) #允许最多三个线程同时访问资源 def add(self): self.sem.acquire()#内部计数器减1 self.num += 1 num = self.num self.sem.release()#内部计数器加1 return numn = Num()class jdThread(threading.Thread): def __init__(self,item): threading.Thread.__init__(self) self.item = item def run(self): time.sleep(2) value = n.add() print(self.item,value)for item in range(100): t = jdThread(item) t.start() t.join()
条件判断
所谓条件变量,即这种机制是在满足了特定的条件后,线程才可以访问相关的数据。
它使用Condition类来完成,由于它也可以像锁机制那样用,所以它也有acquire方法和release方法,而且它还有wait,notify,notifyAll方法。
"""一个简单的生产消费者模型,通过条件变量的控制产品数量的增减,调用一次生产者产品就是+1,调用一次消费者产品就会-1.""""""使用 Condition 类来完成,由于它也可以像锁机制那样用,所以它也有 acquire 方法和 release 方法,而且它还有wait, notify, notifyAll 方法。"""import threadingimport queue,time,randomclass Goods:#产品类 def __init__(self): self.count = 0 def add(self,num = 1): self.count += num def sub(self): if self.count>=0: self.count -= 1 def empty(self): return self.count <= 0class Producer(threading.Thread):#生产者类 def __init__(self,condition,goods,sleeptime = 1):#sleeptime=1 threading.Thread.__init__(self) self.cond = condition self.goods = goods self.sleeptime = sleeptime def run(self): cond = self.cond goods = self.goods while True: cond.acquire()#锁住资源 goods.add() print("产品数量:",goods.count,"生产者线程") cond.notifyAll()#唤醒所有等待的线程--》其实就是唤醒消费者进程 cond.release()#解锁资源 time.sleep(self.sleeptime)class Consumer(threading.Thread):#消费者类 def __init__(self,condition,goods,sleeptime = 2):#sleeptime=2 threading.Thread.__init__(self) self.cond = condition self.goods = goods self.sleeptime = sleeptime def run(self): cond = self.cond goods = self.goods while True: time.sleep(self.sleeptime) cond.acquire()#锁住资源 while goods.empty():#如无产品则让线程等待 cond.wait() goods.sub() print("产品数量:",goods.count,"消费者线程") cond.release()#解锁资源g = Goods()c = threading.Condition()pro = Producer(c,g)pro.start()con = Consumer(c,g)con.start()
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