举例讲解Python中的死锁、可重入锁和互斥锁


Posted in Python onNovember 05, 2015

一、死锁

简单来说,死锁是一个资源被多次调用,而多次调用方都未能释放该资源就会造成死锁,这里结合例子说明下两种常见的死锁情况。

1、迭代死锁

该情况是一个线程“迭代”请求同一个资源,直接就会造成死锁:

import threading
import time
class MyThread(threading.Thread):
  def run(self):
    global num
    time.sleep(1)
    if mutex.acquire(1):
      num = num+1
      msg = self.name+' set num to '+str(num)
      print msg
      mutex.acquire()
      mutex.release()
      mutex.release()
num = 0
mutex = threading.Lock()
def test():
  for i in range(5):
    t = MyThread()
    t.start()
if __name__ == '__main__':
  test()

上例中,在run函数的if判断中第一次请求资源,请求后还未 release ,再次acquire,最终无法释放,造成死锁。这里例子中通过将print下面的两行注释掉就可以正常执行了 ,除此之外也可以通过可重入锁解决,后面会提到。

2、互相调用死锁

上例中的死锁是在同一个def函数内多次调用造成的,另一种情况是两个函数中都会调用相同的资源,互相等待对方结束的情况。如果两个线程分别占有一部分资源并且同时等待对方的资源,就会造成死锁。

import threading
import time
class MyThread(threading.Thread):
  def do1(self):
    global resA, resB
    if mutexA.acquire():
       msg = self.name+' got resA'
       print msg
       if mutexB.acquire(1):
         msg = self.name+' got resB'
         print msg
         mutexB.release()
       mutexA.release()
  def do2(self):
    global resA, resB
    if mutexB.acquire():
       msg = self.name+' got resB'
       print msg
       if mutexA.acquire(1):
         msg = self.name+' got resA'
         print msg
         mutexA.release()
       mutexB.release()
  def run(self):
    self.do1()
    self.do2()
resA = 0
resB = 0
mutexA = threading.Lock()
mutexB = threading.Lock()
def test():
  for i in range(5):
    t = MyThread()
    t.start()
if __name__ == '__main__':
  test()

这个死锁的示例稍微有点复杂。具体可以理下。

二、可重入锁

为了支持在同一线程中多次请求同一资源,python提供了“可重入锁”:threading.RLock。RLock内部维护着一个Lock和一个counter变量,counter记录了acquire的次数,从而使得资源可以被多次require。直到一个线程所有的acquire都被release,其他的线程才能获得资源。这里以例1为例,如果使用RLock代替Lock,则不会发生死锁:

import threading
import time
class MyThread(threading.Thread):
  def run(self):
    global num
    time.sleep(1)
    if mutex.acquire(1):
      num = num+1
      msg = self.name+' set num to '+str(num)
      print msg
      mutex.acquire()
      mutex.release()
      mutex.release()
num = 0
mutex = threading.RLock()
def test():
  for i in range(5):
    t = MyThread()
    t.start()
if __name__ == '__main__':
  test()

和上面那个例子的不同之处在于threading.Lock()换成了threading.RLock() 。

三、互斥锁
python threading模块有两类锁:互斥锁(threading.Lock )和可重用锁(threading.RLock)。两者的用法基本相同,具体如下:

lock = threading.Lock()
lock.acquire()
dosomething……
lock.release()

RLock的用法是将threading.Lock()修改为threading.RLock()。便于理解,先来段代码:

[root@361way lock]# cat lock1.py
#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
import threading              # 导入threading模块
import time               # 导入time模块
class mythread(threading.Thread):    # 通过继承创建类
  def __init__(self,threadname):   # 初始化方法
    # 调用父类的初始化方法
    threading.Thread.__init__(self,name = threadname)
  def run(self):             # 重载run方法
    global x         # 使用global表明x为全局变量
    for i in range(3):
      x = x + 1
    time.sleep(5)     # 调用sleep函数,让线程休眠5秒
    print x
tl = []               # 定义列表
for i in range(10):
  t = mythread(str(i))        # 类实例化
  tl.append(t)           # 将类对象添加到列表中
x=0                 # 将x赋值为0
for i in tl:
  i.start()

这里执行的结果和想想的不同,结果如下:

[root@361way lock]# python lock1.py
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30

为什么结果都是30呢?关键在于global 行和 time.sleep行。

1、由于x是一个全局变量,所以每次循环后 x 的值都是执行后的结果值;

2、由于该代码是多线程的操作,所以在sleep 等待的时候,之前已经执行完成的线程会在这等待,而后续的进程在等待的5秒这段时间也执行完成 ,等待print。同样由于global 的原理,x被重新斌值。所以打印出的结果全是30 ;

3、便于理解,可以尝试将sleep等注释,你再看下结果,就会发现有不同。

在实际应用中,如抓取程序等,也会出现类似于sleep等待的情况。在前后调用有顺序或打印有输出的时候,就会现并发竞争,造成结果或输出紊乱。这里就引入了锁的概念,上面的代码修改下,如下:

[root@361way lock]# cat lock2.py
#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
import threading              # 导入threading模块
import time               # 导入time模块
class mythread(threading.Thread):          # 通过继承创建类
  def __init__(self,threadname):         # 初始化方法
    threading.Thread.__init__(self,name = threadname)
  def run(self):             # 重载run方法
    global x            # 使用global表明x为全局变量
    lock.acquire()           # 调用lock的acquire方法
    for i in range(3):
      x = x + 1
    time.sleep(5)      # 调用sleep函数,让线程休眠5秒
    print x
    lock.release()        # 调用lock的release方法
lock = threading.Lock()        # 类实例化
tl = []             # 定义列表
for i in range(10):
  t = mythread(str(i))      # 类实例化
  tl.append(t)       # 将类对象添加到列表中
x=0            # 将x赋值为0
for i in tl:
  i.start()           # 依次运行线程

执行的结果如下:

[root@361way lock]# python lock2.py
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30

加锁的结果会造成阻塞,而且会造成开锁大。会根据顺序由并发的多线程按顺序输出,如果后面的线程执行过快,需要等待前面的进程结束后其才能结束 --- 写的貌似有点像队列的概念了 ,不过在加锁的很多场景下确实可以通过队列去解决。

Python 相关文章推荐
使用PDB简单调试Python程序简明指南
Apr 25 Python
在Python的Django框架中为代码添加注释的方法
Jul 16 Python
使用numpy和PIL进行简单的图像处理方法
Jul 02 Python
3分钟学会一个Python小技巧
Nov 23 Python
Python一行代码实现快速排序的方法
Apr 30 Python
Python3中的bytes和str类型详解
May 02 Python
python智联招聘爬虫并导入到excel代码实例
Sep 09 Python
python cv2读取rtsp实时码流按时生成连续视频文件方式
Dec 25 Python
Python爬虫谷歌Chrome F12抓包过程原理解析
Jun 04 Python
Python模块zipfile原理及使用方法详解
Aug 04 Python
在PyCharm中安装PaddlePaddle的方法
Feb 05 Python
python入门学习关于for else的特殊特性讲解
Nov 20 Python
用Python写飞机大战游戏之pygame入门(4):获取鼠标的位置及运动
Nov 05 #Python
python实现将内容分行输出
Nov 05 #Python
Python IDE PyCharm的基本快捷键和配置简介
Nov 04 #Python
Python实现周期性抓取网页内容的方法
Nov 04 #Python
Python压缩解压缩zip文件及破解zip文件密码的方法
Nov 04 #Python
python通过文件头判断文件类型
Oct 30 #Python
python制作花瓣网美女图片爬虫
Oct 28 #Python
You might like
Pain 全世界最小最简单的PHP模板引擎 (普通版)
2011/10/23 PHP
WordPress中设置Post Type自定义文章类型的实例教程
2016/05/10 PHP
javascript 表单的友好用户体现
2009/01/07 Javascript
DOM 基本方法
2009/07/18 Javascript
JS模板实现方法
2013/04/03 Javascript
js 为label标签和div标签赋值的方法
2013/08/08 Javascript
使用时间戳解决ie缓存的问题
2014/08/20 Javascript
H5移动端图片压缩上传开发流程
2016/11/09 Javascript
jQuery实现动态添加、删除按钮及input输入框的方法
2017/04/27 jQuery
JavaScript数据结构学习之数组、栈与队列
2017/05/02 Javascript
详解基于vue的移动web app页面缓存解决方案
2017/08/03 Javascript
nodejs+mongodb+vue前后台配置ueditor的示例代码
2018/01/02 NodeJs
Angular实现搜索框及价格上下限功能
2018/01/19 Javascript
详解webpack2异步加载套路
2018/09/14 Javascript
vue-cli 3.x 修改dist路径的方法
2018/09/19 Javascript
使用wxapp-img-loader自定义组件实现微信小程序图片预加载功能
2018/10/18 Javascript
JS中封装axios来管控api的2种方式
2019/09/11 Javascript
Python实现给文件添加内容及得到文件信息的方法
2015/05/28 Python
Python和C/C++交互的几种方法总结
2017/05/11 Python
利用python list完成最简单的DB连接池方法
2019/08/09 Python
python爬虫实现POST request payload形式的请求
2020/04/30 Python
Python 字典中的所有方法及用法
2020/06/10 Python
Python datetime模块使用方法小结
2020/06/18 Python
python3 中时间戳、时间、日期的转换和加减操作
2020/07/14 Python
Python基于Socket实现简易多人聊天室的示例代码
2020/11/29 Python
弄清Pytorch显存的分配机制
2020/12/10 Python
Shopping happy life西班牙:以最优惠的价格提供最好的时尚配饰
2020/03/13 全球购物
德国的各种媒体在线商店:Thalia.de(书籍、电子书、玩具等)
2020/10/08 全球购物
大学毕业后的十年规划
2014/01/07 职场文书
幼儿园教师教育感言
2014/02/28 职场文书
英语故事演讲稿
2014/04/29 职场文书
党员评议表自我评价范文
2014/10/20 职场文书
神秘岛读书笔记
2015/07/01 职场文书
深入理解以DEBUG方式线程的底层运行原理
2021/06/21 Java/Android
CSS 一行代码实现头像与国旗的融合
2021/10/24 HTML / CSS
volatile保证可见性及重排序方法
2022/08/05 Java/Android