Python多線程編程(七):使用Condition實現複雜同步

來源:互聯網
上載者:User
目前我們已經會使用Lock去對公用資源進行互斥訪問了,也探討了同一線程可以使用RLock去重入鎖,但是儘管如此我們只不過才處理了一些程式中簡單的同步現象,我們甚至還不能很合理的去解決使用Lock鎖帶來的死結問題。所以我們得學會使用更深層的解決同步問題。

Python提供的Condition對象提供了對複雜線程同步問題的支援。Condition被稱為條件變數,除了提供與Lock類似的acquire和release方法外,還提供了wait和notify方法。

使用Condition的主要方式為:線程首先acquire一個條件變數,然後判斷一些條件。如果條件不滿足則wait;如果條件滿足,進行一些處理改變條件後,通過notify方法通知其他線程,其他處於wait狀態的線程接到通知後會重新判斷條件。不斷的重複這一過程,從而解決複雜的同步問題。

下面我們通過很著名的“生產者-消費者”模型來來示範下,在Python中使用Condition實現複雜同步。
複製代碼 代碼如下:


'''
Created on 2012-9-8

@author: walfred
@module: thread.TreadTest7
'''

import threading
import time

condition = threading.Condition()
products = 0

class Producer(threading.Thread):
def __init__(self):
threading.Thread.__init__(self)

def run(self):
global condition, products
while True:
if condition.acquire():
if products < 10:
products += 1;
print "Producer(%s):deliver one, now products:%s" %(self.name, products)
condition.notify()
else:
print "Producer(%s):already 10, stop deliver, now products:%s" %(self.name, products)
condition.wait();
condition.release()
time.sleep(2)

class Consumer(threading.Thread):
def __init__(self):
threading.Thread.__init__(self)

def run(self):
global condition, products
while True:
if condition.acquire():
if products > 1:
products -= 1
print "Consumer(%s):consume one, now products:%s" %(self.name, products)
condition.notify()
else:
print "Consumer(%s):only 1, stop consume, products:%s" %(self.name, products)
condition.wait();
condition.release()
time.sleep(2)

if __name__ == "__main__":
for p in range(0, 2):
p = Producer()
p.start()

for c in range(0, 10):
c = Consumer()
c.start()

代碼中主要實現了生產者和消費者線程,雙方將會圍繞products來產生同步問題,首先是2個產生者生產products ,而接下來的10個消費者將會消耗products,代碼運行如下:

複製代碼 代碼如下:


Producer(Thread-1):deliver one, now products:1
Producer(Thread-2):deliver one, now products:2
Consumer(Thread-3):consume one, now products:1
Consumer(Thread-4):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-5):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-6):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-7):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-8):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-10):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-9):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-12):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-11):only 1, stop consume, products:1


另外:Condition對象的建構函式可以接受一個Lock/RLock對象作為參數,如果沒有指定,則Condition對象會在內部自行建立一個RLock;除了notify方法外,Condition對象還提供了notifyAll方法,可以通知waiting池中的所有線程嘗試acquire內部鎖。由於上述機制,處於waiting狀態的線程只能通過notify方法喚醒,所以notifyAll的作用在於防止有線程永遠處於沉默狀態。
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