Python threading模块condition原理及运行流程详解

Condition的处理流程如下:

首先acquire一个条件变量,然后判断一些条件。

  • 如果条件不满足则wait;
  • 如果条件满足,进行一些处理改变条件后,通过notify方法通知其他线程,其他处于wait状态的线程接到通知后会重新判断条件。
  • 不断的重复这一过程,从而解决复杂的同步问题。

Condition的基本原理如下:

可以认为Condition对象维护了一个锁(Lock/RLock)和一个waiting池。线程通过acquire获得Condition对象,当调用wait方法时,线程会释放Condition内部的锁并进入blocked状态,同时在waiting池中记录这个线程。当调用notify方法时,Condition对象会从waiting池中挑选一个线程,通知其调用acquire方法尝试取到锁。

Condition对象的构造函数可以接受一个Lock/RLock对象作为参数,如果没有指定,则Condition对象会在内部自行创建一个RLock。

除了notify方法外,Condition对象还提供了notifyAll方法,可以通知waiting池中的所有线程尝试acquire内部锁。由于上述机制,处于waiting状态的线程只能通过notify方法唤醒,所以notifyAll的作用在于防止有的线程永远处于沉默状态。

演示条件变量同步的经典问题是生产者与消费者问题:假设有一群生产者(Producer)和一群消费者(Consumer)通过一个市场来交互产品。生产者的”策略“是如果市场上剩余的产品少于1000个,那么就生产100个产品放到市场上;而消费者的”策略“是如果市场上剩余产品的数量多余100个,那么就消费3个产品。用Condition解决生产者与消费者问题的代码如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Wed Nov 28 17:15:29 2018

@author: 18665
"""

import threading
import time

class Producer(threading.Thread):
  # 生产者函数
  def run(self):
    global count
    while True:
      if con.acquire():
        # 当count 小于等于1000 的时候进行生产
        if count > 1000:
          con.wait()
        else:
          count = count+100
          msg = self.name+' produce 100, count=' + str(count)
          print(msg)
          # 完成生成后唤醒waiting状态的线程,
          # 从waiting池中挑选一个线程,通知其调用acquire方法尝试取到锁
          con.notify()
        con.release()
        time.sleep(1)

class Consumer(threading.Thread):
  # 消费者函数
  def run(self):
    global count
    while True:
      # 当count 大于等于100的时候进行消费
      if con.acquire():
        if count < 100:
          con.wait()
        
        else:
          count = count-5
          msg = self.name+' consume 5, count='+str(count)
          print(msg)
          con.notify()
          # 完成生成后唤醒waiting状态的线程,
          # 从waiting池中挑选一个线程,通知其调用acquire方法尝试取到锁
        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()

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。

Python threading模块condition原理及运行流程详解

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