線程鎖的使用

2020-07-10 23:50:00

上一篇：線程安全 | 手把手教你入門Python之一百零一下一篇：線程間通信 | 手把手教你入門Python之一百零三本文來自于千鋒教育在阿裡雲開發者社群學習中心上線課程《Python入門2020最新大課》，主講人姜偉。

同步

當多個線程幾乎同時修改某一個共享資料的時候，需要進行同步控制。同步就是協同步調，按預定的先後次序進行運作。線程同步能夠保證多個線程安全通路競争資源，最簡單的同步機制是引入互斥鎖。

互斥鎖

互斥鎖為資源引入一個狀态：鎖定/非鎖定

某個線程要更改共享資料時，先将其鎖定，此時資源的狀态為“鎖定”，其他線程不能更改；直到該線程釋放資源，将資源的狀态變成“非鎖定”，其他的線程才能再次鎖定該資源。互斥鎖保證了每次隻有一個線程進行寫入操作，進而保證了多線程情況下資料的正确性。

threading子產品中定義了Lock類，可以友善的處理鎖定：

# 建立鎖
mutex = threading.Lock()
# 鎖定
mutex.acquire()
# 釋放
mutex.release()

注意：

如果這個鎖之前是沒有上鎖的，那麼acquire不會堵塞
如果在調用acquire對這個鎖上鎖之前它已經被其他線程上了鎖，那麼此時acquire會堵塞，直到這個鎖被解鎖為止。
和檔案操作一樣，Lock也可以使用with語句快速的實作打開和關閉操作。

使用互斥鎖解決賣票問題

import threading
import time

ticket = 20

# 建立一把鎖
lock = threading.Lock()


def sell_ticket():
    global ticket
    while True:
        print('呵呵呵')
        print('哈哈哈')
        print('ddd')
        print('ppp')
        print('sss')
        print('ttt')
        print('xxx')
        lock.acquire()  # 加同步鎖
        if ticket > 0:
            time.sleep(1)
            ticket -= 1
            lock.release()
            print('{}賣出一張票，還剩{}張'.format(threading.current_thread().name, ticket))
        else:
            lock.release()
            print('票賣完了')
            break


t1 = threading.Thread(target=sell_ticket, name='線程1')
t2 = threading.Thread(target=sell_ticket, name='線程2')

t1.start()
t2.start()

上鎖過程：

當一個線程調用鎖的acquire()方法獲得鎖時，鎖就進入“locked”狀态。

每次隻有一個線程可以獲得鎖。如果此時另一個線程試圖獲得這個鎖，該線程就會變為“blocked”狀态，稱為“阻塞”，直到擁有鎖的線程調用鎖的release()方法釋放鎖之後，鎖進入“unlocked”狀态。

線程排程程式從處于同步阻塞狀态的線程中選擇一個來獲得鎖，并使得該線程進入運作（running）狀态。

總結

鎖的好處：

確定了某段關鍵代碼隻能由一個線程從頭到尾完整地執行

鎖的壞處：

阻止了多線程并發執行，包含鎖的某段代碼實際上隻能以單線程模式執行，效率就大大地下降了。
由于可以存在多個鎖，不同的線程持有不同的鎖，并試圖擷取對方持有的鎖時，可能會造成死鎖。

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