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Python threading模塊condition原理及運行流程詳解

時間:2020-10-06來源:www.farandoo.com作者:電腦系統城

Condition的處理流程如下:

首先acquire一個條件變量,然后判斷一些條件。

  • 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后,通過notify方法通知其他線程,其他處于wait狀態的線程接到通知后會重新判斷條件。
  • 不斷的重復這一過程,從而解決復雜的同步問題。

Condition的基本原理如下:

可以認為Condition對象維護了一個鎖(Lock/RLock)和一個waiting池。線程通過acquire獲得Condition對象,當調用wait方法時,線程會釋放Condition內部的鎖并進入blocked狀態,同時在waiting池中記錄這個線程。當調用notify方法時,Condition對象會從waiting池中挑選一個線程,通知其調用acquire方法嘗試取到鎖。

Condition對象的構造函數可以接受一個Lock/RLock對象作為參數,如果沒有指定,則Condition對象會在內部自行創建一個RLock。

除了notify方法外,Condition對象還提供了notifyAll方法,可以通知waiting池中的所有線程嘗試acquire內部鎖。由于上述機制,處于waiting狀態的線程只能通過notify方法喚醒,所以notifyAll的作用在于防止有的線程永遠處于沉默狀態。

演示條件變量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)通過一個市場來交互產品。生產者的”策略“是如果市場上剩余的產品少于1000個,那么就生產100個產品放到市場上;而消費者的”策略“是如果市場上剩余產品的數量多余100個,那么就消費3個產品。用Condition解決生產者與消費者問題的代碼如下:

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# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Wed Nov 28 17:15:29 2018
 
@author: 18665
"""
 
import threading
import time
 
class Producer(threading.Thread):
  # 生產者函數
  def run(self):
    global count
    while True:
      if con.acquire():
        # 當count 小于等于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)
          # 完成生成后喚醒waiting狀態的線程,
          # 從waiting池中挑選一個線程,通知其調用acquire方法嘗試取到鎖
          con.notify()
        con.release()
        time.sleep(1)
 
class Consumer(threading.Thread):
  # 消費者函數
  def run(self):
    global count
    while True:
      # 當count 大于等于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()
          # 完成生成后喚醒waiting狀態的線程,
          # 從waiting池中挑選一個線程,通知其調用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()

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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