python3.4多线程实现同步的四种方式
临界资源即那些一次只能被一个线程访问的资源，典型例子就是打印机，它一次只能被一个程序用来执行打印功能，因为不能多个线程同时操作，而访问这部分资源的代码通常称之为临界区。
1. 锁机制
threading的Lock类，用该类的acquire函数进行加锁，用realease函数进行解锁
import threading import time class Num: def __init__(self): self.num = 0 self.lock = threading.Lock() def add(self): self.lock.acquire()#加锁，锁住相应的资源 self.num += 1 num = self.num self.lock.release()#解锁，离开该资源 return num n = Num() class jdThread(threading.Thread): def __init__(self,item): threading.Thread.__init__(self) self.item = item def run(self): time.sleep(2) value = n.add()#将num加1，并输出原来的数据和+1之后的数据 print(self.item,value) for item in range(5): t = jdThread(item) t.start() t.join()#使线程一个一个执行
当一个线程调用锁的acquire()方法获得锁时，锁就进入“locked”状态。每次只有一个线程可以获得锁。如果此时另一个线程试图获得这个锁，该线程就会变为“blocked”状态，称为“同步阻塞”（参见多线程的基本概念）。
直到拥有锁的线程调用锁的release()方法释放锁之后，锁进入“unlocked”状态。线程调度程序从处于同步阻塞状态的线程中选择一个来获得锁，并使得该线程进入运行（running）状态。
2. 信号量
信号量也提供acquire方法和release方法，每当调用acquire方法的时候，如果内部计数器大于0，则将其减1，如果内部计数器等于0，则会阻塞该线程，知道有线程调用了release方法将内部计数器更新到大于1位置。
import threading import time class Num: def __init__(self): self.num = 0 self.sem = threading.Semaphore(value = 3) #允许最多三个线程同时访问资源 def add(self): self.sem.acquire()#内部计数器减1 self.num += 1 num = self.num self.sem.release()#内部计数器加1 return num n = Num() class jdThread(threading.Thread): def __init__(self,item): threading.Thread.__init__(self) self.item = item def run(self): time.sleep(2) value = n.add() print(self.item,value) for item in range(100): t = jdThread(item) t.start() t.join()
3. 条件判断
所谓条件变量，即这种机制是在满足了特定的条件后，线程才可以访问相关的数据。
它使用Condition类来完成，由于它也可以像锁机制那样用，所以它也有acquire方法和release方法，而且它还有wait，notify，notifyAll方法。
""" 一个简单的生产消费者模型，通过条件变量的控制产品数量的增减，调用一次生产者产品就是+1，调用一次消费者产品就会-1. """ """ 使用 Condition 类来完成，由于它也可以像锁机制那样用，所以它也有 acquire 方法和 release 方法，而且它还有 wait， notify， notifyAll 方法。 """ import threading import queue,time,random class Goods:#产品类 def __init__(self): self.count = 0 def add(self,num = 1): self.count += num def sub(self): if self.count>=0: self.count -= 1 def empty(self): return self.count <= 0 class Producer(threading.Thread):#生产者类 def __init__(self,condition,goods,sleeptime = 1):#sleeptime=1 threading.Thread.__init__(self) self.cond = condition self.goods = goods self.sleeptime = sleeptime def run(self): cond = self.cond goods = self.goods while True: cond.acquire()#锁住资源 goods.add() print("产品数量:",goods.count,"生产者线程") cond.notifyAll()#唤醒所有等待的线程--》其实就是唤醒消费者进程 cond.release()#解锁资源 time.sleep(self.sleeptime) class Consumer(threading.Thread):#消费者类 def __init__(self,condition,goods,sleeptime = 2):#sleeptime=2 threading.Thread.__init__(self) self.cond = condition self.goods = goods self.sleeptime = sleeptime def run(self): cond = self.cond goods = self.goods while True: time.sleep(self.sleeptime) cond.acquire()#锁住资源 while goods.empty():#如无产品则让线程等待 cond.wait() goods.sub() print("产品数量:",goods.count,"消费者线程") cond.release()#解锁资源 g = Goods() c = threading.Condition() pro = Producer(c,g) pro.start() con = Consumer(c,g) con.start()
4. 同步队列
put方法和task_done方法，queue有一个未完成任务数量num，put依次num+1，task依次num-1.任务都完成时任务结束。
import threading import queue import time import random ''' 1.创建一个 Queue.Queue() 的实例，然后使用数据对它进行填充。 2.将经过填充数据的实例传递给线程类，后者是通过继承 threading.Thread 的方式创建的。 3.每次从队列中取出一个项目，并使用该线程中的数据和 run 方法以执行相应的工作。 4.在完成这项工作之后，使用 queue.task_done() 函数向任务已经完成的队列发送一个信号。 5.对队列执行 join 操作，实际上意味着等到队列为空，再退出主程序。 ''' class jdThread(threading.Thread): def __init__(self,index,queue): threading.Thread.__init__(self) self.index = index self.queue = queue def run(self): while True: time.sleep(1) item = self.queue.get() if item is None: break print("序号：",self.index,"任务",item,"完成") self.queue.task_done()#task_done方法使得未完成的任务数量-1 q = queue.Queue(0) ''' 初始化函数接受一个数字来作为该队列的容量，如果传递的是 一个小于等于0的数，那么默认会认为该队列的容量是无限的. ''' for i in range(2): jdThread(i,q).start()#两个线程同时完成任务 for i in range(10): q.put(i)#put方法使得未完成的任务数量+1
