Python多线程同步售票系统

简介

在本系统中，我们将使用Python的多线程和线程同步技术，编写一个简单的售票系统。该系统包括两个主要模块：票务管理模块和售票模块。

票务管理模块

票务管理模块需要维护车票的总数（假设为100张）和已售出的票数。票务管理员可以通过该模块完成以下操作：

1. 查询当前余票数量
2. 查询已售票数量
3. 增加车票数量

我们可以通过使用Python中的全局变量来管理车票数量和已售票数量。票务管理员的操作可以通过使用Python中的input函数进行交互。

以下是代码示例：

# 初始化全局变量
total_tickets = 100
sold_tickets = 0

# 查询余票数量
def check_remaining_tickets():
    global total_tickets, sold_tickets
    remaining_tickets = total_tickets - sold_tickets
    print('当前余票数量：{}'.format(remaining_tickets))

# 查询已售票数量
def check_sold_tickets():
    global sold_tickets
    print('已售票数量：{}'.format(sold_tickets))

# 增加车票数量
def add_tickets(num):
    global total_tickets
    total_tickets += num
    print('增加{}张车票成功！'.format(num))

售票模块

售票模块包括多个售票窗口，每个售票窗口为一个线程。每个窗口可以售出一张票，售出票后需要更新已售票数量。

由于多个线程同时修改同一个全局变量会出现竞争条件，可能导致数据不一致。为了保证数据的正确性，我们需要使用Python中的线程同步技术——锁。这里使用threading模块中的Lock类来实现锁机制。

以下是代码示例：

import threading

# 初始化全局变量
total_tickets = 100
sold_tickets = 0

# 创建Lock对象
lock = threading.Lock()

# 售票窗口函数
def sell_tickets(window):
    global total_tickets, sold_tickets
    while True:
        # 获取锁
        lock.acquire()
        if total_tickets > 0:
            total_tickets -= 1
            sold_tickets += 1
            print('窗口{}售出一张票，余票数量{}'.format(window, total_tickets))
        else:
            print('窗口{}售票结束！'.format(window))
            break
        # 释放锁
        lock.release()

# 测试代码
if __name__ == '__main__':
    # 创建售票窗口线程
    t1 = threading.Thread(target=sell_tickets, args=(1,))
    t2 = threading.Thread(target=sell_tickets, args=(2,))
    t3 = threading.Thread(target=sell_tickets, args=(3,))
    t4 = threading.Thread(target=sell_tickets, args=(4,))
    t5 = threading.Thread(target=sell_tickets, args=(5,))

    # 启动售票窗口线程
    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
    t4.start()
    t5.start()

    # 等待所有售票窗口线程结束
    t1.join()
    t2.join()
    t3.join()
    t4.join()
    t5.join()

示例说明

示例一

张三是一名票务管理员，他使用以下代码查询当前的余票数量：

check_remaining_tickets()

输出结果为：

当前余票数量：100

示例二

李四是一名售票员，他正在窗口1出售车票。他使用以下代码售票：

sell_tickets(1)

输出结果为：

窗口1售出一张票，余票数量99
窗口1售出一张票，余票数量98
...
窗口1售出一张票，余票数量1
窗口1售票结束！