一:死锁现象和递归锁
所谓死锁: 是指两个或两个以上的进程或线程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程,如下就是死锁
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from threading import Thread,Lock,RLock import time # mutexA=Lock() # mutexB=Lock() mutexB=mutexA=RLock() class Mythead(Thread): def run(self): self.f1() self.f2() def f1(self): mutexA.acquire() print('%s 抢到A锁' %self.name) mutexB.acquire() print('%s 抢到B锁' %self.name) mutexB.release() mutexA.release() def f2(self): mutexB.acquire() print('%s 抢到了B锁' %self.name) time.sleep(2) mutexA.acquire() print('%s 抢到了A锁' %self.name) mutexA.release() mutexB.release() if __name__ == '__main__': for i in range(100): t=Mythead() t.start()
解决方法,递归锁,在Python中为了支持在同一线程中多次请求同一资源,python提供了可重入锁RLock。
这个RLock内部维护着一个Lock和一个counter变量,counter记录了acquire的次数,从而使得资源可以被多次require。直到一个线程所有的acquire都被release,其他的线程才能获得资源。上面的例子如果使用RLock代替Lock,则不会发生死锁:
mutexA=mutexB=threading.RLock() #一个线程拿到锁,counter加1,该线程内又碰到加锁的情况,则counter继续加1,这期间所有其他线程都只能等待,等待该线程释放所有锁,即counter递减到0为止
二:信号量
Semaphore管理一个内置的计数器,
每当调用acquire()时内置计数器-1;
调用release() 时内置计数器+1;
计数器不能小于0;当计数器为0时,acquire()将阻塞线程直到其他线程调用release()。
from threading import Thread,Semaphore import time,random sm=Semaphore(5) def task(name): sm.acquire() print('%s 正在上厕所' %name) time.sleep(random.randint(1,3)) sm.release() if __name__ == '__main__': for i in range(20): t=Thread(target=task,args=('路人%s' %i,)) t.start()
三:Event事件
线程的一个关键特性是每个线程都是独立运行且状态不可预测。如果程序中的其 他线程需要通过判断某个线程的状态来确定自己下一步的操作,这时线程同步问题就会变得非常棘手。为了解决这些问题,我们需要使用threading库中的Event对象。 对象包含一个可由线程设置的信号标志,它允许线程等待某些事件的发生。在 初始情况下,Event对象中的信号标志被设置为假。如果有线程等待一个Event对象, 而这个Event对象的标志为假,那么这个线程将会被一直阻塞直至该标志为真。一个线程如果将一个Event对象的信号标志设置为真,它将唤醒所有等待这个Event对象的线程。如果一个线程等待一个已经被设置为真的Event对象,那么它将忽略这个事件, 继续执行
event.isSet():返回event的状态值; event.wait():如果 event.isSet()==False将阻塞线程; event.set(): 设置event的状态值为True,所有阻塞池的线程激活进入就绪状态, 等待操作系统调度; event.clear():恢复event的状态值为False。
import time event=Event() def light(): print('红灯正亮着') time.sleep(3) event.set() #绿灯亮 def car(name): print('车%s正在等绿灯' %name) event.wait() #等灯绿 print('车%s通行' %name) if __name__ == '__main__': # 红绿灯 t1=Thread(target=light) t1.start() # 车 for i in range(10): t=Thread(target=car,args=(i,)) t.start()
四:线程queue
class queue.
Queue
(maxsize=0) #先进先出
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import queue #先进先出 queue.Queue() q=queue.Queue(3) q.put(1) q.put(2) q.put(3) print(q.get()) print(q.get()) print(q.get())
class queue.
LifoQueue
(maxsize=0) #last in fisrt out
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import queue #后进先出->堆栈 queue.LifoQueue() q=queue.LifoQueue(3) q.put(1) q.put(2) q.put(3) print(q.get()) print(q.get()) print(q.get())
class queue.
PriorityQueue
(maxsize=0) #存储数据时可设置优先级的队列
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import queue #优先级,优先级用数字表示,数字越小优先级越高 q=queue.PriorityQueue(3) q.put((10,'a')) q.put((-1,'b')) q.put((100,'c')) print(q.get()) print(q.get()) print(q.get())