python多线程互斥锁与死锁
作者:侯小啾 发布时间:2023-11-10 14:16:28
一、多线程间的资源竞争
以下列task1()
,task2()
两个函数为例,分别将对全局变量num加一重复一千万次循环(数据大一些,太小的话执行太快,达不到验证的效果)。
import threading
import time
num = 0
def task1(nums):
global num
for i in range(nums):
num += 1
print("task1---num=%d" % num)
def task2(nums):
global num
for i in range(nums):
num += 1
print("task2---num=%d" % num)
if __name__ == '__main__':
nums = 10000000
t1 = threading.Thread(target=task1, args=(nums,))
t2 = threading.Thread(target=task2, args=(nums,))
t1.start()
t2.start()
# 因为主线程不会等子线程执行完就会执行,所以这里延迟五秒,确保最后执行。
time.sleep(5)
print("main----num=%d" % num)
程序运行结果:
如图,输出结果比较混乱,既没有一千万,最终结果也不是二千万。因为多线程运行时出现了资源竞争,即可以理解为,每个函数运行的时间都不确定,且互相影响,
如从初始值0开始,假设t1的线程先执行,执行到+1后,此时的num=1还未存储,然后即被叫停,t2开始执行,去获取num,获取到的num等于初始值0,然后其执行了+1并存储,存储后num=1,然后t2停止t1继续,再次存储num=1。即加了两次1,但是num还是只等于1。
因为t1和t2谁来运行的分配是完全随机的,所以最后加了两千万次1后值是小于2000万的。
解决此类问题,可以使用到互斥锁 。
二、互斥锁
某个线程要更改共享数据时,先将其锁定,此时资源的状态为"锁定",其他线程不能改变,只到该线程释放资源,将资源的状态变成"非锁定",其他的线程才能再次锁定该资源。
互斥锁保证了每次只有一个线程进行写入操作,从而保证了多线程情况下数据的正确性。
1.互斥锁示例
创建一把锁:
mutex = threading.Lock()
mutex.acquire() # 上锁
xxxx锁定的内容xxxxx
mutex.release() # 解锁
将互斥锁加入到上边的代码中如下,则问题得到了解决。
import threading
import time
num = 0
def task1(nums):
global num
mutex.acquire()
for i in range(nums):
num += 1
mutex.release()
print("task1---num=%d" % num)
def task2(nums):
global num
mutex.acquire()
for i in range(nums):
num += 1
mutex.release()
print("task2---num=%d" % num)
if __name__ == '__main__':
nums = 10000000
mutex = threading.Lock()
t1 = threading.Thread(target=task1, args=(nums,))
t2 = threading.Thread(target=task2, args=(nums,))
t1.start()
t2.start()
# 因为主线程不会等子线程执行完就会执行,所以这里延迟五秒,确保最后执行。
time.sleep(5)
print("main----num=%d" % num)
程序运行结果:
2.可重入锁与不可重入锁
threading.Lock()
上的是不可重入锁,即一次只能加一把锁,不能加多把。
threading.Lock()
如果需要同时加多把所,则需加入不可重入锁
创建一把可重入锁:
mutex = threading.RLock()
mutex.acquire() # 上锁
mutex.acquire() # 再上锁
xxxx锁定的内容xxxxx
mutex.release() # 解锁
mutex.release() # 再解锁
其中上锁和解锁的次数必须保持一致。
三、死锁
在线程间共享多个资源的时候,如果两个线程分别占有一部分资源并且同时等待对方的资源,就会程序堵塞,造成死锁。
死锁一般用不到。
程序设计要尽量避免。
来源:https://skylarkprogramming.blog.csdn.net/article/details/122772134
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