day9-GIL、线程锁、递归锁、信号量、event

一、GIL

GIL： 全局解释器锁
无论你启动多少个线程, 你有多少个cpu, Python在执行的时候会淡定的在同一时刻只允许一个线程运行
Python线程是调用操作系统的原生线程(C语言编写),因此调用时需要传上下文关系给C(等于加减时要让程序串行才能进行一次运算),一旦调用，python无法控制线程的执行，只能等结果。GIL同一时间只让一个线程拿到数据，避免出错（其他语言没有GIL，仅仅只是CPython有）

二、线程锁（互斥锁）

import threading
import time


def run():
    # 加上线程锁,尽量执行数据少时配置,等于串行
    lock.acquire()
    global num
    num += 1
    # time.sleep(2)
    # 释放线程锁
    lock.release()

lock = threading.Lock()
num = 0
# 存线程实例
t_obj = []
for i in range(500):
    t = threading.Thread(target=run, args=())
    t.start()
    # 为了不阻塞后面线程的启动，不在这里join, 先把线程实例放到一个列表
    t_obj.append(t)

for obj in t_obj:
    obj.join()

print("num: ", num)

多数据共享（不加线程锁Python2可能出现下列情况，据说Python2每执行100条指令切换一次GIL，Python3已优化）流程图：

三、递归锁

原理：递归锁每开一把门，会在字典里面存一份数据，退出的时候根据门（key）找到这个钥匙(value)退出

import threading


def run1():
    print("grab the part data")
    # 小门锁
    lock.acquire()
    global num
    num += 1
    lock.release()
    return num


def run():
    # 大门锁
    lock.acquire()
    run1()
    print('--------run1 done-----')
    lock.release()

if __name__ == '__main__':

    num, num2 = 0, 0
    # 设置全局锁
    # 全局锁无法处理多个钥匙与锁的对应关系，有递归情况会死锁
    # lock = threading.Lock()
    # 设置递归锁
    lock = threading.RLock()
    for i in range(1):
        t = threading.Thread(target=run)
        t.start()

# 判断是否只剩主线程
while threading.active_count() != 1:
    print(threading.active_count())
else:
    print('----all threads done---')
    print(num, num2)

四、信号量

import threading
import time


def run(n):
    # 加信号量
    # 信号量与线程锁的区别是线程锁只能执行一个线程，信号量可以允许执行多个线程
    # 在信号量允许的线程数内，执行完一个立即执行下一个，并非把线程分组执行完一轮再执行下一轮的线程
    # python不会默认启动多少进程，但启动线程越多，就会把系统拉得越慢，程序执行越慢
    semaphore.acquire()
    time.sleep(1)
    print("run the thread: %s\n" % n)
    # 释放信号量
    semaphore.release()

if __name__ == '__main__':
    # 最多允许5个线程同时运行
    semaphore = threading.BoundedSemaphore(5)
    for i in range(22):
        t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
        t.start()

while threading.active_count() != 1:
    print threading.active_count()
else:
    print('----all threads done---')

五、event

import time
import threading


# 设置事件全局变量
event = threading.Event()


def lighter():
    """
    红绿灯
    :return:
    """
    count = 0
    # 设置标志位，代表绿灯
    event.set()
    while True:
        # 绿灯5秒后变为红灯，红灯5秒后变为绿灯
        if 5 <= count < 10:
            # 清除标志位，代表红灯
            event.clear()
            print("\033[41mred light is on ....\033[0m")
        elif count > 10:
            # 创建标志位，变为绿灯
            event.set()
            count = 0
        else:
            print("\033[44;1mgreen light is on ....\033[0m")

        time.sleep(1)
        count += 1


def car(name):
    """
    车子
    :param name:
    :return:
    """
    while True:
        # 有标志位，代表绿灯
        if event.is_set():
            print("{0} running ....".format(name))
            time.sleep(1)
        # 没有标志位，代表红灯
        else:
            print("{0} sees red light ,waiting ....".format(name))
            # 等待
            event.wait()
            print("\033[32mgreen light is on , start going ...\033[0m")

# 没有参数可以不写args
light = threading.Thread(target=lighter,)
light.start()

for i in range(5):
    carname = "car" + str(i)
    carobj = threading.Thread(target=car, args=(carname,))
    carobj.start()