Python并发：线程和锁

 概述

线程和锁是硬件底层的软件界说情势化，因此包括最简朴的也许并发模子。它组成了其他构建在其顶层的并发抽象基本，因此领略这一点很重要。然而，直接在这些基本上构建靠得住，可扩展的体系是很坚苦的或着说是不行能的。

固然大大都说话都支持线程和锁，但CPython如故行使全局表明器锁来防备线程同时会见共享内存，由于CPython的内存打点长短线程安详的。固然阻塞操纵产生在GIL之外而且也许进步机能，可是线程切换所需的体系挪用开销也许会低落机能。这意味着Python中的线程首要用于I/O受限的场景，而不是CPU受限的场景。

说句题外话，我提到了CPython，由于Python类型的其他部门实现，譬喻Jython，没有全局表明器锁。然而，这些实此刻实践中并没有被普及行使，由于第一：没有人想要支持多Python实现，除非他们不得不这样;第二：它们还不足富厚;第三：因为必要原生支持C/C++扩展API，Python说话界说与C/C++细密耦合，与其说是技能类型不如说是一个参考实现。

Python通过高级模块threading模块和初级模块_thread直接支持线程。想要得到更多有关这些模块怎样事变的信息，可以在线获取源代码。

入门

Python中典范的单线程“Hello World”执行很是简朴：

多线程模仿并没有太大的差异：

基于我有限数目的测试，上面的剧本运行功效如下所示：

我用了get_ident()打印“线程标识符”(一个邪术值，除了在运行时消除差异线程之间的歧义之外，没有任何意义)。你可以看到在某些环境下，线程标识符是怎样差异的，而在其他一些环境下，线程标识符又是沟通的。沟通的线程标识符并不料味着仍事变在统一个线程上，但假如事变不重叠而且不必要差异的线程标识符，Python会从头行使该标识符。

陷阱：时序性和同等性

假如你用threading.current_thread().getName()将线程标识符与线程名互换，你也许会得到有序功效，很大的缘故起因也许是由于每个线程行使沟通的函数和源码路径，因此，每个线程之间的耽误差别是微不敷道的，仅次于表明器的耽误。然而，这并不料味着有序执行可以或许获得担保;这是WikiBooks上“Python Programming”的一个例子，个中每个线程的建设和每个线程的执行具有明明差异的时序性：

以下功效是统一个样本运行的输出：

这日记暗示线程建设/执行是交织的。因为增进成果的可变性增进，跟着线程建设和执行之间的时序越来越纷歧致，这些功效将变得越来越不行猜测。但道理如故是沟通的;行使多个线程时无法担保同等的举动。

陷阱：会见共享内存

当差异的线程会见共享内存时，这也许导致不正确的举动。你可以扩展此示例以在行使多个线程举办计数时查察竞争前提：

这会在一次示例运行时天生如下输出：

此功效因建设的线程数而异，但你可以看到功效28与预期值100有多大区别。Counter().count长短线程安详的，在这里举办了演示(假如你有与我差异的呆板，你也许会获得与28差异的功效)。假如碰着竞争前提，没有足够的日记记录，也许很难找到相干的代码部门。

陷阱：死锁

当两个署理实行获取共享内存的沟通地区时，最终就会发存亡锁。当在处理赏罚线程和锁的初级抽象时，独一的办理方案是确保每个署理有一种要领能正确地打点其锁，可能具有锁和谐的整体类型。譬喻，用餐哲学题目夸大了流程同步的重要性。Rosetta Code的用餐哲学python办理方案办理了这个同步题目：假如你(署理)不能实时获取这两个分叉，你可以开释你已经拥有的任何叉子，以便另一个署理可以同时得到这两个叉子

此要领不解除其他锁定要领，像锁定次序，或涉及流程同步的体系计划，像行使信号量的出产者-斲丧者模子，但在Python中也许不如在其他说话中广泛。

陷阱：异形要领和依靠相关

假如要在Python应用措施中应用多线程，那么你但愿担保整个仓库的正确性，你必需手动验证核实线程安详性和依靠项的线程模子。有些为企业级多处事变形行使而计划的依靠项，譬喻redis，可以在计划阶段起首思量它们的并发模子(请参阅黑客消息antirez关于多线程版本redis的评述)。有些依靠也许不会;行使boto2时，并行行使multiprocessing.pool.Pool从S3并行下载文件时，我也许碰着了死锁，这必要重写一个函数。因此，另一个依靠性的坚苦呈现了;它们无法被同化，这意味着假如你在你的应用行使依靠模子之前没有验证全部将行使的依靠相关，那么在实举动特定用途添加依靠项时，你也许陷入项目标死胡同。

多线程日记记录

（编辑：湖南网）

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