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Python多線程編程如何實現線程同步

小樊
92
2024-11-09 14:38:52
欄目: 編程語言

在Python中,線程同步可以通過多種方式實現,以確保多個線程在訪問共享資源時不會發生沖突。以下是一些常用的線程同步方法:

  1. 使用threading.Lock類:

    Lock對象可以確保同一時間只有一個線程可以執行被鎖保護的代碼塊。使用acquire()方法獲取鎖,使用release()方法釋放鎖。

    import threading
    
    lock = threading.Lock()
    
    def critical_section():
        lock.acquire()
        try:
            # 訪問共享資源的代碼
        finally:
            lock.release()
    
  2. 使用threading.RLock類:

    RLock對象是可重入鎖,允許同一個線程多次獲取同一個鎖,而不會導致死鎖。

    import threading
    
    lock = threading.RLock()
    
    def critical_section():
        lock.acquire()
        try:
            # 訪問共享資源的代碼
        finally:
            lock.release()
    
  3. 使用threading.Semaphore類:

    Semaphore對象是一個計數信號量,用于限制同時訪問共享資源的線程數量??梢酝ㄟ^acquire()方法獲取信號量,使用release()方法釋放信號量。

    import threading
    
    semaphore = threading.Semaphore(3)  # 最多允許3個線程同時訪問共享資源
    
    def critical_section():
        semaphore.acquire()
        try:
            # 訪問共享資源的代碼
        finally:
            semaphore.release()
    
  4. 使用threading.Condition類:

    Condition對象允許線程等待某個條件成立,然后繼續執行。通過wait()方法讓線程等待,通過notify()notify_all()方法喚醒等待的線程。

    import threading
    
    condition = threading.Condition()
    
    def producer():
        with condition:
            # 生產數據的代碼
            condition.notify_all()  # 喚醒所有等待的消費者線程
    
    def consumer():
        with condition:
            condition.wait()  # 等待生產者線程通知數據已準備好
            # 消費數據的代碼
    
  5. 使用queue.Queue類:

    Queue對象是一個線程安全的隊列,用于在多個線程之間傳遞數據。Queue類內部實現了鎖和條件變量,因此可以確保線程安全。

    import threading
    import queue
    
    data_queue = queue.Queue()
    
    def producer():
        for item in data_source:
            data_queue.put(item)
    
    def consumer():
        while True:
            item = data_queue.get()
            if item is None:
                break
            # 處理數據的代碼
            data_queue.task_done()
    

這些方法可以根據具體需求選擇使用,以確保線程同步。

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