下面是详细的攻略。
什么是线程间的共享和释放
Python下的多线程编程中,会涉及到多个线程之间的数据共享和同步问题。多个线程同时对一个共享资源进行读写时,容易造成数据的不一致,这个时候就需要对数据进行同步。
共享和释放主要是通过锁机制来实现。锁机制可以控制只有一个线程能够做一些特定的操作,其中一种锁是互斥锁。互斥锁是通过对一个资源进行加锁操作,使得其他想要访问该资源的线程必须等待锁的释放。
在Python的标准库中,有一个threading模块可以用于线程的操作。
线程共享数据
在多线程并发访问共享资源时,可能会遇到线程安全问题。为避免这种情况,我们可以使用锁来保证数据的访问同步。使用锁的时候需要注意,锁的粒度和耗时问题。
下面是一个定义了10个线程的示例,它们访问同一个共享数据count,使用了Lock进行同步。
import threading
count = 0
lock = threading.Lock()
class DemoThread(threading.Thread):
def run(self):
global count
for i in range(100000):
lock.acquire()
count += 1
lock.release()
threads = []
for i in range(10):
threads.append(DemoThread())
for thread in threads:
thread.start()
for thread in threads:
thread.join()
print(count)
示例解释:
上面的示例中定义了一个DemoThread类,重载了run方法,当调用start启动线程时,会调用此方法。run方法中每个线程执行100000次循环,获取锁之后进行count加1的操作,然后释放锁。10个线程同时运行,累加count的值,最终打印出来,应该是1000000。
线程释放数据
除了在多线程环境下锁机制用于线程之间的数据同步访问之外,也可以使用信号量机制来达到在多线程环境下访问资源的同步效果。Semaphore是一个计数信号量,用来控制同时访问资源的线程个数。为了避免冲突,操作系统内核可以对信号量进行原子操作,即要么完成要么不进行,因此可以保证线程访问的安全性。
下面是一个示例,10个线程同时获取并打印一段字符串,使用Semaphore来控制并发数为3。
import threading
semaphore = threading.Semaphore(3)
class DemoThread(threading.Thread):
def run(self):
with semaphore:
print('%s获得了信号量,正在打印文本' % threading.current_thread().name)
for i in range(3):
print('%s: %s' % (threading.current_thread().name, i))
print('%s释放了信号量' % threading.current_thread().name)
threads = []
for i in range(10):
threads.append(DemoThread())
for thread in threads:
thread.start()
for thread in threads:
thread.join()
示例解释:
上面的示例中定义了一个DemoThread类,重载了run方法,每个线程都尝试获取信号量,如果信号量被占用了,则会阻塞等待其他线程释放,直到获取信号量后,进行相应的打印。用一个计数器实现并发数为3。