条件变量同步

有一类线程需要满足条件之后才能够继续执行,Python提供了threading.Condition 对象用于条件变量线程的支持,它除了能提供RLock()或Lock()的方法外,还提供了 wait()、notify()、notifyAll()方法。

lock_con=threading.Condition([Lock/Rlock]): 锁是可选选项,不传人锁,对象自动创建一个RLock()。

wait():条件不满足时调用,线程会释放锁并进入等待阻塞;
notify():条件创造后调用,通知等待池激活一个线程;
notifyAll():条件创造后调用,通知等待池激活所有线程。
import threading, time
from random import randint class Producer(threading.Thread):
def run(self):
global L
while True:
val = randint(0, 100)
print('生产者', self.name, ':Append'+str(val),L)
if lock_con.acquire():
L.append(val)
lock_con.notify()
lock_con.release()
time.sleep(3) class Consumer(threading.Thread):
def run(self):
global L
while True:
lock_con.acquire()
if len(L) == 0:
lock_con.wait()
print('消费者', self.name, ":Delete" + str(L[0]), L)
del L[0]
lock_con.release()
time.sleep(0.25) if __name__ == "__main__":
L = []
lock_con = threading.Condition()
threads = []
for i in range(5):
threads.append(Producer())
threads.append(Consumer())
for t in threads:
t.start()
for t in threads:
t.join()
print('---- end ----') #运行结果:
生产者 Thread-1 :Append63 []
生产者 Thread-2 :Append66 [63]
生产者 Thread-3 :Append20 [63, 66]
生产者 Thread-4 :Append83 [63, 66, 20]
生产者 Thread-5 :Append2 [63, 66, 20, 83]
生产者 Thread-4 :Append26 []
消费者 Thread-6 :Delete26 [26]
生产者 Thread-2 :Append21 []
生产者 Thread-3 :Append71 [21]
生产者 Thread-1 :Append19 [21, 71]
生产者 Thread-5 :Append100 [21, 71, 19]
生产者 Thread-1 :Append96 []
消费者 Thread-6 :Delete96 [96]
........

同步条件

条件同步和条件变量同步差不多意思,只是少了锁功能,因为条件同步设计于不访问共享资源的条件环境。event=threading.Event():条件环境对象,初始值 为False;

event.isSet():返回event的状态值;
event.wait():如果 event.isSet()==False将阻塞线程;
event.set(): 设置event的状态值为True,所有阻塞池的线程激活进入就绪状态, 等待操作系统调度;
event.clear():恢复event的状态值为False。
import threading, time

class Boss(threading.Thread):
def run(self):
print("BOSS: 今晚大家加班")
event.isSet() or event.set()
time.sleep(5)
print("BOSS: 大家可以下班了")
event.isSet() or event.set() class Worker(threading.Thread):
def run(self):
event.wait()
print("Worker: 唉。。。。")
time.sleep(0.25)
event.clear()
event.wait()
print("Worker: Great!") if __name__ == "__main__":
event = threading.Event()
threads = []
for i in range(5):
threads.append(Worker())
threads.append(Boss())
for t in threads:
t.start()
for t in threads:
t.join() #运行结果:
BOSS: 今晚大家加班
Worker: 唉。。。。
Worker: 唉。。。。
Worker: 唉。。。。
Worker: 唉。。。。
Worker: 唉。。。。
BOSS: 大家可以下班了
Worker: Great!
Worker: Great!
Worker: Great!
Worker: Great!
Worker: Great!

列队

q = Queue.Queue(maxsize = 10) 创建一个“队列”对象。Queue.Queue类即是一个队列的同步实现。队列长度可为无限或者有限。可通过Queue的构造函数的可选参数maxsize来设定队列长度。如果maxsize小于1就表示队列长度无限。

q.put()方法在队尾插入一个项目。put()有两个参数,第一个item为必需的,为插入项目的值;第二个block为可选参数,默认为1。如果队列当前为空且block为1,put()方法就使调用线程暂停,直到空出一个数据单元。如果block为0,put方法将引发Full异常。

q.get([block[, timeout]])方法从队头删除并返回一个项目。可选参数为block,默认为True。如果队列为空且block为True,get()就使调用线程暂停,直至有项目可用。如果队列为空且block为False,队列将引发Empty异常,timeout等待时间。

q.qsize() 返回队列的大小
q.empty() 如果队列为空,返回True,反之False
q.full() 如果队列满了,返回True,反之False
q.full 与 maxsize 大小对应
q.get_nowait() 相当q.get(False)
q.put_nowait(item) 相当q.put(item, False)
q.task_done() 在完成一项工作之后,q.task_done() 函数向任务已经完成的队列发送一个信号
q.join() 实际上意味着等到队列为空,再执行别的操作
import queue

d = queue.Queue()

d.put('1')
d.put('2')
d.put('3') print(d.get())
print(d.get())
print(d.get())
print(d.get())
print(d.get(0)) # 运行结果:
1
2
3
报错:
queue.Empty

线程操作列表是不安全的。

import threading, time

li = [1, 2, 3, 4, 5]

def pri():
while li:
a = li [-1]
print(a)
time.sleep(1)
try:
li.remove(a)
except:
print('-----', a)
t1 = threading.Thread(target=pri, args=())
t1.start()
t2 = threading.Thread(target=pri, args=())
t2.start() # 运行结果:
5
5
4
----- 5
4
3
----- 4
3
2
----- 3
2
1
----- 2
1
----- 1
import threading, queue
from time import sleep
from random import randint class Production(threading.Thread):
def run(self):
while True:
r = randint(0, 100)
q.put(r)
print("生产出来 %s 号包子" %r)
sleep(1) class Proces(threading.Thread):
def run(self):
while True:
re = q.get()
print('吃掉 %s号包子' %re) if __name__ == '__main__':
q = queue.Queue(10)
threads = [Production(),Production(),Production(),Proces()]
for t in threads:
t.start() # 运行结果:
生产出来 94 号包子
生产出来 13 号包子
生产出来 79 号包子
吃掉 94号包子
吃掉 13号包子
吃掉 79号包子
生产出来 43 号包子
吃掉 43号包子
生产出来 32 号包子
吃掉 32号包子
......

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