守护线程和锁

import threading
# 定义后台线程的线程执行体与普通线程没有任何区别
def action(max):
    for i in range(max):
        print(threading.current_thread().name + "  " + str(i))
t = threading.Thread(target=action, args=(100,), name='后台线程')
# 将此线程设置成后台线程
# 也可在创建Thread对象时通过daemon参数将其设为后台线程
t.daemon = True
# 启动后台线程
t.start()
for i in range(10):
    print(threading.current_thread().name + "  " + str(i))
# -----程序执行到此处，前台线程（主线程）结束------
# 后台线程也应该随之结束

有一种线程，它是在后台运行的，它的任务是为其他线程提供服务，这种线程被称为“后台线程（Daemon Thread）”，又称为“守护线程”或“精灵线程”。Python 解释器的垃圾回收线程就是典型的后台线程。
后台线程有一个特征，如果所有的前台线程都死亡了，那么后台线程会自动死亡。

调用 Thread 对象的 daemon 属性可以将指定线程设置成后台线程。下面程序将指定线程设置成后台线程，可以看到当所有的前台线程都死亡后，后台线程随之死亡。当在整个虚拟机中只剩下后台线程时，程序就没有继续运行的必要了，所以程序也就退出了。

当前台线程死亡后，Python 解释器会通知后台线程死亡，但是从它接收指令到做出响应需要一定的时间。如果要将某个线程设置为后台线程，则必须在该线程启动之前进行设置。也就是说，将 daemon 属性设为 True，必须在 start() 方法调用之前进行，否则会引发 RuntimeError 异常。

互斥锁同步线程

为了解决这个问题，Python 的 threading 模块引入了互斥锁（Lock）。threading 模块提供了 Lock 和 RLock 两个类，它们都提供了如下两个方法来加互斥锁和释放互斥锁：

acquire(blocking=True, timeout=-1)：请求对 Lock 或 RLock 加锁，其中 timeout 参数指定加锁多少秒。
release()：释放锁。

Lock 和 RLock 的区别如下：

threading.Lock：它是一个基本的锁对象，每次只能锁定一次，其余的锁请求，需等待锁释放后才能获取。
threading.RLock：它代表可重入锁（Reentrant Lock）。对于可重入锁，在同一个线程中可以对它进行多次锁定，也可以多次释放。如果使用 RLock，那么 acquire() 和 release() 方法必须成对出现。如果调用了 n 次 acquire() 加锁，则必须调用 n 次 release() 才能释放锁。

由此可见，RLock 锁具有可重入性。也就是说，同一个线程可以对已被加锁的 RLock 锁再次加锁，RLock 对象会维持一个计数器来追踪 acquire() 方法的嵌套调用，线程在每次调用 acquire() 加锁后，都必须显式调用 release() 方法来释放锁。所以，一段被锁保护的方法可以调用另一个被相同锁保护的方法。

Lock 是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。通常，锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对 Lock 对象加锁，线程在开始访问共享资源之前应先请求获得 Lock 对象。当对共享资源访问完成后，程序释放对 Lock 对象的锁定。

在实现线程安全的控制中，比较常用的是 RLock。通常使用 RLock 的代码格式如下：

class X:
    #定义需要保证线程安全的方法
    def m () :
        #加锁
        self.lock.acquire()
        try :
            #需要保证线程安全的代码
            ＃...方法体
        #使用finally 块来保证释放锁
        finally :
            #修改完成，释放锁
            self.lock.release()

使用 RLock 对象来控制线程安全，当加锁和释放锁出现在不同的作用范围内时，通常建议使用 finally 块来确保在必要时释放锁。
通过使用 Lock 对象可以非常方便地实现线程安全的类，线程安全的类具有如下特征：

该类的对象可以被多个线程安全地访问。
每个线程在调用该对象的任意方法之后，都将得到正确的结果。
每个线程在调用该对象的任意方法之后，该对象都依然保持合理的状态。

import threading
import time


class Account():
    def __init__(self,balance,account_no):
        # 封装账户编号、账户余额的两个成员变量
        self._balance=balance#余额
        self.account_no=account_no#账户
        self.lock=threading.RLock() #创建Rlock锁

    def drawMoney(self,money):
        #对线程加锁
        self.lock.acquire()
        try:
            if self._balance>=money:
                print(threading.current_thread().name+"取钱成功！吐出钞票:"+str(money))
                self._balance-=money
                time.sleep(0.01)
                print("余额为："+str(self._balance))
            else:
                print(threading.current_thread().name\
                    + "取钱失败！余额不足！")
        finally:
            #释放线程锁
            self.lock.release()

def draw(account,money):
    account.drawMoney(money)

# 创建一个账户
acct =Account(2000,"we2234")

threading.Thread(target=draw,name="甲",args=(acct,800)).start()
threading.Thread(target=draw,name="乙",args=(acct,700)).start()
threading.Thread(target=draw,name="丁",args=(acct,600)).start()

程序中 RLock 对象作为同步锁，线程每次开始执行 draw() 方法修改 self.balance 时，都必须先对 RLock 对象加锁。当该线程完成对 self._balance 的修改，将要退出 draw() 方法时，则释放对 RLock 对象的锁定。这样的做法完全符合“加锁→修改→释放锁”的安全访问逻辑。

当一个线程在 draw() 方法中对 RLock 对象加锁之后，其他线程由于无法获取对 RLock 对象的锁定，因此它们同时执行 draw() 方法对 self._balance 进行修改。这意味着，并发线程在任意时刻只有一个线程可以进入修改共享资源的代码区（也被称为临界区），所以在同一时刻最多只有一个线程处于临界区内，从而保证了线程安全。

为了保证 Lock 对象能真正“锁定”它所管理的 Account 对象，程序会被编写成每个 Account 对象有一个对应的 Lock（就像一个房间有一个锁一样）。

上面的 Account 类增加了一个代表取钱的 draw() 方法，并使用 Lock 对象保证该 draw() 方法的线程安全，而且取消了 setBalance() 方法（避免程序直接修改 self._balance 成员变量），因此线程执行体只需调用 Account 对象的 draw() 方法即可执行取钱操作。

posted @ 2019-08-27 18:19 橘子先生123 阅读(272) 评论(0) 编辑收藏举报

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