鎖，threading local，以及生產者和消費者模型

Bound_w發表於2018-09-11
thread模型

 

1.鎖：Lock（一次放行一個）

　　執行緒安全，多執行緒操作時，內部會讓所有的執行緒排隊處理。

　　執行緒不安全：+人=>排隊處理

　　以後鎖程式碼塊

v=[]
lock=threading.Lock()#宣告鎖
def func(arg):
    lock.acquire()#上鎖
    v.append(arg)
    time.sleep(0.1)
    m=v[-1]
    print(arg,m)
    lock.release()#解鎖
for i in range(10):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9

 

2.鎖：Rlock（一次放一個）

　　支援遞迴鎖，鎖多次

v = []
lock = threading.RLock()
def func(arg):
    lock.acquire()
    # lock.acquire()

    v.append(arg)
    time.sleep(0.01)
    m = v[-1]
    print(arg,m)

    lock.release()
    # lock.release()


for i in range(10):
    t =threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9

 

3.一次放多個：BoundedSemaphore

　　threading.BoundedSemaphore(指定一次放幾個就放幾個)，訊號量

import time
import threading
lock=threading.BoundedSemaphore(5)#指定幾個就每次執行幾個執行緒
def func(arg):
    lock.acquire()
    print(arg)
    time.sleep(3)
    lock.release()
for i in range(20):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

 

4.條件鎖Condition(一次放指定個數，使用者輸入幾個就放幾個)******

方法一：
import time
import threading
lock=threading.Condition()#宣告放的方式
def func(arg):
    lock.acquire()
    lock.wait()#上鎖
    print(arg)
    time.sleep(2)
    lock.release()
for i in range(20):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
while 1:
    user=int(input(">>>"))
    lock.acquire()
    lock.notify(user)#重點操作
    lock.release()
方法二：
def xxx():
    input('>>>')
    return True
def func(arg):
    lock.wait_for(xxx)
    print(arg)
    time.sleep(1)
for i in range(10):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

 

5.Event(一次放所有)

import threading
import time
lock=threading.Event()宣告一次放掉全部的執行緒
def func(arg):
    lock.wait()加鎖紅燈
    print(arg)
for i in range(10):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
input('>>>')
lock.set()解鎖綠燈
lock.clear()再次紅燈
for i in range(10):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
input('>>>')
lock.set()綠燈

 

 

總結：

　　執行緒安全：列表和字典是執行緒安全的，佇列。

　　為什麼要加鎖？

　　非執行緒安全的可以人為加鎖，控制一段程式碼！

6.threading.local

作用：

　　內部自動為每個執行緒維護一個空間（字典），用於當前存取屬於自己的值，保證執行緒之間的資料隔離。

應用：
import threading
import time
v=threading.local()
def func(arg):
    v.phone=arg
    time.sleep(2)
    print(v.phone,arg)
for i in range(10):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
原理：
import threading
import time
v=threading.local()
def func(arg):
    v.phone=arg
    time.sleep(2)
    print(v.phone,arg)
for i in range(10):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

 

7.執行緒池：控制最多開指定的執行緒

import threading
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import time
def func(a1,a2):
    time.sleep(2)
    print(a1,a2)
pool = ThreadPoolExecutor(5)#建立執行緒池，最多5個執行緒
for i in range(20):
    #去執行緒池中申請一個執行緒，讓執行緒執行該函式
    pool.submit(func,i,20)

 

8.生產者消費者模型

import threading
import queue
import time
q=queue.Queue()#執行緒安全
def func(id):
    """
    生產者
    :param id:
    :return:
    """
    while 1:
        time.sleep(2)
        q.put('包子')
        print('廚子%s,做了一個包子' %id)
for i in range(1,5):
    t=threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
def usera(id):
    """
    消費者
    :param id: 
    :return: 
    """
    while 1:
        q.get()
        print('第%s個顧客吃了一個包子' %id)
for i in range(1,8):
    t=threading.Thread(target=usera,args=(i,))
    t.start()

 

佇列：先進先出

擴充套件：

　　棧：後進先出

內容補充：

執行緒池在python2中是沒有的，執行緒不能太多，會造成執行緒的上下切換，影響效率

程式和執行緒的區別？

1.程式是CPU資源分配的最小單元

執行緒是CPU計算的最小單元

2.一個程式中可以有多個執行緒，

3.對於python來說，程式執行緒和其他語言有差異，是由gill鎖造成的，gill鎖保證一個程式中，同一時刻只能有一個執行緒能被CPU排程

 

程式是進行資料隔離

執行緒是CPU工作的最小單元，共享程式中的所有資源，每個執行緒分擔一些任務，最終執行

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