Python threading模組condition原理及執行流程詳解
阿新 • • 發佈:2020-10-09
Condition的處理流程如下:
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方法通知其他執行緒,其他處於wait狀態的執行緒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。
Condition的基本原理如下:
可以認為Condition物件維護了一個鎖(Lock/RLock)和一個waiting池。執行緒通過acquire獲得Condition物件,當呼叫wait方法時,執行緒會釋放Condition內部的鎖並進入blocked狀態,同時在waiting池中記錄這個執行緒。當呼叫notify方法時,Condition物件會從waiting池中挑選一個執行緒,通知其呼叫acquire方法嘗試取到鎖。
Condition物件的建構函式可以接受一個Lock/RLock物件作為引數,如果沒有指定,則Condition物件會在內部自行建立一個RLock。
除了notify方法外,Condition物件還提供了notifyAll方法,可以通知waiting池中的所有執行緒嘗試acquire內部鎖。由於上述機制,處於waiting狀態的執行緒只能通過notify方法喚醒,所以notifyAll的作用在於防止有的執行緒永遠處於沉默狀態。
演示條件變數同步的經典問題是生產者與消費者問題:假設有一群生產者(Producer)和一群消費者(Consumer)通過一個市場來互動產品。生產者的”策略“是如果市場上剩餘的產品少於1000個,那麼就生產100個產品放到市場上;而消費者的”策略“是如果市場上剩餘產品的數量多餘100個,那麼就消費3個產品。用Condition解決生產者與消費者問題的程式碼如下:
# -*- coding: utf-8 -*- """ Created on Wed Nov 28 17:15:29 2018 @author: 18665 """ import threading import time class Producer(threading.Thread): # 生產者函式 def run(self): global count while True: if con.acquire(): # 當count 小於等於1000 的時候進行生產 if count > 1000: con.wait() else: count = count+100 msg = self.name+' produce 100,count=' + str(count) print(msg) # 完成生成後喚醒waiting狀態的執行緒, # 從waiting池中挑選一個執行緒,通知其呼叫acquire方法嘗試取到鎖 con.notify() con.release() time.sleep(1) class Consumer(threading.Thread): # 消費者函式 def run(self): global count while True: # 當count 大於等於100的時候進行消費 if con.acquire(): if count < 100: con.wait() else: count = count-5 msg = self.name+' consume 5,count='+str(count) print(msg) con.notify() # 完成生成後喚醒waiting狀態的執行緒, # 從waiting池中挑選一個執行緒,通知其呼叫acquire方法嘗試取到鎖 con.release() time.sleep(1) count = 500 con = threading.Condition() def test(): for i in range(2): p = Producer() p.start() for i in range(5): c = Consumer() c.start() if __name__ == '__main__': test()
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