并发&并行 同步&异步 GIL 任务 同步锁 死锁 递归锁

Posted 2020-12-30 dangrui0725

# 并发&并行 同步&异步 GIL 任务 同步锁 死锁 递归锁 

# 并发：是指系统具有处理多个任务（动作）的能力
# 并行：是指系统具有 同时 处理多个任务（动作）的能力

# 同步：当进程执行到一个IO(等待外部数据)的时候，需要等待外部数据接收完
# 异步：当进程执行到一个IO(等待外部数据)的时候，不需要等待外部数据接收完，还可以做其它的处理

# GIL: 全局解释器锁 在python中，无论你启多少个线程，你有多少个cpu，python在执行的时候在同一时刻只请允许一个线程运行
# 任务：IO密集型（python的多线程是有意义的，或使用多进程+协程） 计算密集型（python的多线程就不推荐，python就不适用了）

# 同步锁
import threading, time

num = 100


def sub():
    global num
    temp = num
    time.sleep(0.00001)
    num = temp - 1


l = []  # 定义一个空列表
for i in range(100):  # 循环100次
    t = threading.Thread(target=sub)  # 通过循环创建100个线程t对象并放入列表中
    t.start()
    l.append(t)

for t in l:  # 循环列表，让每一个线程对象t执行join()
    t.join()

print(num)  # 99 居然不是0，问题在哪里？

# 因为此时是IO操作，当第一个线程取到100后要睡1秒，这时还没有减1，这时第二个线程又来取值，值还是100，只要cpu执行速度越快，所有的线程来取值时都是100，意味着100个线程都拿到num为100
# 如果sleep(0.00001)，这时最终值又会变为92。这里的值与cpu调度的各线程IO操作的时间有关，sleep时间越短，各个线程拿到num为100时的情况就越少
# 解决方法，加上同步锁，在同一时间只允许一个线程对num操作
import threading, time

num = 100


def sub():
    global num

    lock.acquire()  # 加锁
    temp = num
    time.sleep(0.00001)
    num = temp - 1
    lock.release()  # 解锁


l = []  # 定义一个空列表
lock = threading.Lock()  # 创建同步锁
for i in range(100):  # 循环100次
    t = threading.Thread(target=sub)  # 通过循环创建100个线程t对象并放入列表中
    t.start()
    l.append(t)

for t in l:  # 循环列表，让每一个线程对象t执行join()
    t.join()

print(num)  # 0

# 一个死锁的例子 第一个线程需要A锁（A锁已被第二个线程占用），第二个线程需要B锁（B锁已被第一个线程占用）。结果谁也不让造成死锁
import threading, time


class MyThread(threading.Thread):

    def actionA(self):
        A.acquire()
        print(self.name, ‘gotA‘, time.ctime())
        time.sleep(2)
        B.acquire()
        print(self.name, ‘gotB‘, time.ctime())
        time.sleep(2)
        B.release()
        A.release()

    def actionB(self):
        B.acquire()
        print(self.name, ‘gotB‘, time.ctime())
        time.sleep(2)
        A.acquire()
        print(self.name, ‘gotA‘, time.ctime())
        time.sleep(2)
        A.release()
        B.release()

    def run(self):
        self.actionA()
        self.actionB()


if __name__ == ‘__main__‘:
    A = threading.Lock()
    B = threading.Lock()

    l = []
    for i in range(5):
        t = MyThread()
        t.start()
        l.append(t)

    for i in l:
        t.join()
    print(‘end...‘)

# 解决死锁的方案，使用递归锁

import threading, time


class MyThread(threading.Thread):

    def actionA(self):
        r_lock.acquire()
        print(self.name, ‘gotA‘, time.ctime())
        time.sleep(2)
        r_lock.acquire()
        print(self.name, ‘gotB‘, time.ctime())
        time.sleep(2)
        r_lock.release()
        r_lock.release()

    def actionB(self):
        r_lock.acquire()
        print(self.name, ‘gotB‘, time.ctime())
        time.sleep(2)
        r_lock.acquire()
        print(self.name, ‘gotA‘, time.ctime())
        time.sleep(2)
        r_lock.release()
        r_lock.release()

    def run(self):
        self.actionA()
        self.actionB()


if __name__ == ‘__main__‘:
    r_lock = threading.RLock()  # 这里创建的是递归锁,将原来的两把锁AB换成一把锁
    # 哪个线程拿到r_lock锁，只有等它完全释放后，其它的线程才能再拿这个锁

    l = []
    for i in range(5):
        t = MyThread()
        t.start()
        l.append(t)

    for i in l:
        t.join()

    print(‘end...‘)