锁、threading.local、线程池

一、锁

　　Lock（1次放1个）

　　　　什么时候用到锁：

　　　　　　线程安全，多线程操作时，内部会让所有线程排队处理。如：list、dict、queue

　　　　　　线程不安全，

import threading
import time
v = []
lock = threading.Lock()        #实例化了一个对象******
def func(arg):
    lock.acquire()    #加锁
    v.append(arg)
    time.sleep(0.5)
    m = v[-1]
    print(arg,m)
    lock.release()    #加锁就要有解锁对应
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

　　RLock（1次放1个）

　　　　与Lock用法一致，但是RLock可以锁多次（必须有响应的解锁次数），Lock只能锁一次

import threading
import time
v = []
lock = threading.RLock()
def func(arg):
    lock.acquire()　　#锁了两次
    lock.acquire()
    v.append(arg)
    time.sleep(0.1)
    m = v[-1]
    print(arg,m)
    lock.release()　　#解锁两次
    lock.release()
 
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

　　BoundedSemaphore（1次方固定个数个）

import time
import threading
lock = threading.BoundedSemaphore(3)    #参数是多少就一次放过去多少个线程
def func(arg):
    lock.acquire()
    print(arg)
    time.sleep(1)
    lock.release()
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

　　Condition（1次放N个）

import time
import threading
lock = threading.Condition()
def func(arg):
    print("start")
    lock.acquire()
    lock.wait()    #****
    print(arg)
    time.sleep(1)
    lock.release()
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
while 1:
    num = int(input(">>>>>"))    #输入多少本次就会放多少个线程
    lock.acquire()    #****
    lock.notify(num)
    lock.release()    #****

#也可以通过函数逻辑判断的返回值
def xx():
    print("来执行函数了")
    input(">>>>")
    return True
def func(arg):
    print("线程来了")
    lock.wait_for(xx)
    print(arg)
    time.sleep(1)
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

　　Event（1次放所有）

import threading
lock = threading.Event()
def func(arg):
    print("线程来了")
    lock.wait()#加锁
    print(arg)
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
input(">>>>")
lock.set()  #解锁,如果后面不加锁上面的wait就失效了
input(">>>>")
lock.clear()    #再次上锁
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()
input(">>>>")
lock.set()

　　总结：

　　　　线程安全，列表和字典线程安全

　　　　为什么要加锁：

　　　　　　非线程安全

　　　　　　控制一段代码

二、threading.local

　　作用：

　　　　内部自动为每个线程维护一个空间（字典），用于当前存取属于自己的值。保证线程之间的数据隔离

　　　　{

　　　　　　线程id：{......}

　　　　　　线程id：{......}

　　　　　　线程id：{......}

　　　　}

import time
import threading
v = threading.local()
def func(arg):
    # 内部会为当前线程创建一个空间用于存储：phone=自己的值
    v.phone = arg
    time.sleep(1)
    print(v.phone,arg)  # 去当前线程自己空间取值
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

import time
import threading
 
DATA_DICT = {}
 
def func(arg):
    ident = threading.get_ident()
    DATA_DICT[ident] = arg
    time.sleep(1)
    print(DATA_DICT[ident],arg)
 
for i in range(10):
    t =threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

threading.local原理

import time
import threading
INFO = {}
class Local(object):
    def __getattr__(self, item):
        ident = threading.get_ident()
        return INFO[ident][item]
    def __setattr__(self, key, value):
        ident = threading.get_ident()
        if ident in INFO:
            INFO[ident][key] = value
        else:
            INFO[ident] = {key:value}
obj = Local()
def func(arg):
    obj.phone = arg     #对象.xx="xxx" 调用了__setattr__方法
    time.sleep(1)
    print(obj.phone,arg)    #对象.xx 调用了__getattr__方法
for i in range(1,11):
    t = threading.Thread(target=func,args=(i,))
    t.start()

threading.local原理升级版

三、线程池

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import time
def func(a1,a2):
    time.sleep(1)
    print(a1,a2)
#创建了一个线程池（最多5个线程）
pool = ThreadPoolExecutor(5)
for i in range(1,21):
#去线程池中申请一个线程
    pool.submit(func,i,"a")

四、生产者消费者模型

　　三部件：

　　　　生产者

　　　　　　队列，先进先出

　　　　　　栈，后进先出

　　　　消费者

　　生产者消费者模型解决了什么问题：不用一直等待的问题

import time
import threading
import queue
q = queue.Queue()#线程安全
def producer(id):
    while 1:
        time.sleep(2)
        q.put("包子")
        print("厨师%s生产了一个包子"%id)
for i in range(1,3):
    t = threading.Thread(target=producer,args=(i,))
    t.start()
def consumer(id):
    while 1:
        time.sleep(1)
        q.get("包子")
        print("顾客%s吃了一个包子"%id)
for i in range(1,4):
    t = threading.Thread(target=consumer,args=(i,))
    t.start()

示例