7.2.4 - 并发多线程 互斥锁

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了7.2.4 - 并发多线程 互斥锁相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一 互斥锁

进程之间数据不共享,但是共享同一套文件系统,所以访问同一个文件,或同一个打印终端,是没有问题的,而共享带来的是竞争,竞争带来的结果就是错乱,如下

from multiprocessing import Process,Lock
import time

def task(name):
    print("%s 1" % name)
    time.sleep(1)
    print("%s 2" % name)
    time.sleep(1)
    print("%s 3" % name)

if __name__ == "__main__":
    mutex = Lock()
    for i in range(3):
        p = Process(target=task,args=("进程 %s" % i,))
        p.start()

结果是:

进程 0 1
进程 1 1
进程 2 1
进程 0 2
进程 1 2
进程 2 2
进程 0 3
进程 1 3
进程 2 3

 

如何控制,就是加锁处理。而互斥锁的意思就是互相排斥,如果把多个进程比喻为多个人,互斥锁的工作原理就是多个人都要去争抢同一个资源:卫生间,一个人抢到卫生间后上一把锁,其他人都要等着,等到这个完成任务后释放锁,其他人才有可能有一个抢到......所以互斥锁的原理,就是把并发改成穿行,降低了效率,但保证了数据安全不错乱


#由并发变成了串行,牺牲了运行效率,但避免了竞争
from multiprocessing import Process,Lock
import time

def task(name,mutex):
    mutex.acquire()  # 加锁
    print("%s 1" % name)
    time.sleep(1)
    print("%s 2" % name)
    time.sleep(1)
    print("%s 3" % name)
    mutex.release()  # 释放锁


if __name__ == "__main__":
    mutex = Lock()
    for i in range(3):
        p = Process(target=task,args=("进程 %s" % i,mutex))
        p.start()

结果

进程 0 1
进程 0 2
进程 0 3
进程 1 1
进程 1 2
进程 1 3
进程 2 1
进程 2 2
进程 2 3

 

互斥锁与join

使用join可以将并发变成串行,互斥锁的原理也是将并发变成穿行,那我们直接使用join就可以了啊,为何还要互斥锁,说到这里我赶紧试了一下

from multiprocessing import Process,Lock
import time


def task(name):
    print("%s 1" % name)
    time.sleep(1)
    print("%s 2" % name)
    time.sleep(1)
    print("%s 3" % name)


if __name__ == "__main__":
    for i in range(3):
        p = Process(target=task,args=("进程 %s" % i,))
        p.start()
        p.join()

结果是

进程 0 1
进程 0 2
进程 0 3
进程 1 1
进程 1 2
进程 1 3
进程 2 1
进程 2 2
进程 2 3

发现使用join将并发改成穿行,确实能保证数据安全,但问题是也变成只能一个一个人去查了,很明显应该是并发地去而无需考虑数据准确与否,此时join与互斥锁的区别就显而易见了,join是将一个任务整体串行,而互斥锁的好处则是可以将一个任务中的某一段代码串行,

 

总结

互斥锁是将部分变成串行,而join是整个变成串行。

加锁可以保证多个进程修改同一块数据时,同一时间只能有一个任务可以进行修改,即串行地修改,没错,速度是慢了,但牺牲了速度却保证了数据安全。

虽然可以用文件共享数据实现进程间通信,但问题是:

1、效率低(共享数据基于文件,而文件是硬盘上的数据)

2、需要自己加锁处理

因此我们最好找寻一种解决方案能够兼顾:

1、效率高(多个进程共享一块内存的数据)

2、帮我们处理好锁问题。

这就是mutiprocessing模块为我们提供的基于消息的IPC通信机制:队列和管道。

队列和管道都是将数据存放于内存中,而队列又是基于(管道+锁)实现的,可以让我们从复杂的锁问题中解脱出来,因而队列才是进程间通信的最佳选择。

我们应该尽量避免使用共享数据,尽可能使用消息传递和队列,避免处理复杂的同步和锁问题,而且在进程数目增多时,往往可以获得更好的可获展性。

 

以上是关于7.2.4 - 并发多线程 互斥锁的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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