【华为云技术分享】【Python成长之路】来聊聊多线程的几位“辅助”

今天讲讲多线程的多位“辅助英雄”：锁、信号量、事件。

多线程示例

在介绍几位多线程方法前，我们先回归下多线程的使用。

在不使用各类方法时，多线程代码的结果为：运行时间为15S（5S为主函数等待时间，10S是子线程运行运行时间），即3个线程是同时运行的。另外，从结果中，可以看到多线程之间是随机运行的，可以说是相当混乱。

缺点：当前多个子线程存在相互抢占资源，会出现同一秒内同时打印hello的情况；另外子线程之间是乱序的，没有先来后到。

注：不知道为什么，微信公众号里设置代码功能不生效，因此只能截图了

锁示例

针对多线程里的锁方法，其实是将第一个子线程在运行时，将其他线程进行上锁，不让他们运行。有点像游乐场里，小朋友们在玩滑梯时，工作人员将他们一个个排队分好，在其中一个小朋友在玩时，其他小朋友不允许进入滑梯。

对应代码如下：

由于thread_demo方法代码是完全一样的，所以我就不再重复复制了。

加入锁后，运行结果为：运行时间为35S（5S为主函数等待时间，10*3 为3个子线程运行的总共时间），因为加入锁后，各子线程成了串行运行。

优点：加入锁后，子线程是依次运行，不再混乱；

缺点：整个程序运行时间将根据子线程数量成倍。

信号量示例

信号量的意思，是在一定线程数量内，允许他们乱序；当超出规定数量后，剩余的线程要进行等待。又比如游乐场里，碰碰车场地里允许10个小朋友同时进入，并由他们随机抢占自己想要的碰碰车；对超过10的小朋友只能等待第二场进入。

示例代码事下：

同样，针对信号量的使用方法，thread_demo方法代码也是一样的。

加入信号量后，运行结果是：总共运行时间是25S（因为信号量是2，即2个子线程是同时运行的，第3个子线程是等他们结束后才运行，所以5+10+10=25）；并且信号量里的线程打印hello是乱序的。

优点：加入信号量后，可以适时调整并发线程数量，相当于锁和基础用法之间的中间态；

缺点：当信号量不足时，相当于锁的功能，后续子线程需要等待；当信号量过大时，相当于基础用法，即随机抢占资源。

事件示例

事件的引入，相当于在事件条件发生后才能允许子线程运行。怎么理解呢？比如游乐场里，小朋友们想去玩碰碰车，这时要家长同意。如果家长不同意，即使场地里空无一人，小朋友也不能进行玩。家长同意的动作，即多线程里的事件。

示例代码 如下：

从代码上看，除了hello函数需要做事件启动的判断外，thread_demo需要设置set()；在未set()之间，子线程只能wait。

对应结果如下：总共运行时间为15S（5S为主函数等待时间，10S为子线程d的运行时间）。对于a/b/c三个子线程是waiting，当set后，进行hello打印。所以真正运行的只有线程d。

优点：根据不同事件，子线程可以实现不同的功能；相当于水龙头形状，即可以控制热水和冷水。

缺点：当事件发生后，子线程运行和基本用法是一样的，仍然是乱序的。就像家长们同意小朋友们进入游乐场后，小朋友们之间仍然是各自相互抢占。

好啦，锁、信号量、事件的简单使用方法已经介绍完了，希望对大家有所帮助！

作者：华为云特约供稿开发者 鹏哥贼优秀

 

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