同步互斥

线程间通信方法

1.通信方法：线程间使用全局变量进行通信

2.共享资源争夺

共享资源：多个进程或者线程都可以操作的资源称为共享资源。对共享资源的操作代码段称为临界区。

影响 ： 对共享资源的无序操作可能会带来数据的混乱，或者操作错误。此时往往需要同步互斥机制协调操作顺序。

3.同步互斥机制

同步 ： 同步是一种协作关系，为完成操作，多进程或者线程间形成一种协调，按照必要的步骤有序执行操作。

互斥 ： 互斥是一种制约关系，当一个进程或者线程占有资源时会进行加锁处理，此时其他进程线程就无法操作该资源，直到解锁后才能操作。

线程同步互斥方法

线程Event

from threading import Event

e = Event() 创建线程event对象

e.wait([timeout]) 阻塞等待e被set

e.set() 设置e，使wait结束阻塞

e.clear() 使e回到未被设置状态

e.is_set() 查看当前e是否被设置

1 from threading importThread,Event2

3 s = None #用于通信

4 e = Event() #创建event对象

5

6 def杨子荣():7 print("杨子荣前来拜山头")8 globals9 s = "天王盖地虎"

10 e.set() #对e设置

11

12 t = Thread(target=杨子荣)13 t.start()14

15 print("说对口令就是自己人")16 e.wait() #阻塞等待口令说出

17 if s == '天王盖地虎':18 print("宝塔镇河妖")19 print("确认过眼神,你是对的人")20 else:21 print("打死他...")22

23 t.join()24

25 #说对口令就是自己人

26 #杨子荣前来拜山头

27 #宝塔镇河妖

28 #确认过眼神,你是对的人

同步互斥方法演示

线程锁 Lock

from threading import Lock

lock = Lock() 创建锁对象

lock.acquire() 上锁 如果lock已经上锁再调用会阻塞

lock.release() 解锁

with lock: 上锁

...

...

with代码块结束自动解锁

1 from threading importThread,Lock2

3 a = b =04 lock = Lock() #定义锁

5

6 defvalue():7 whileTrue:8 lock.acquire() #上锁

9 if a !=b:10 print("a = %d,b = %d"%(a,b))11 lock.release() #解锁

12

13 t = Thread(target =value)14 t.start()15

16 whileTrue:17 with lock:18 a += 1

19 b += 1

20

21 t.join()

线程lock锁演示

死锁及其处理

1.定义：死锁是指两个或两个以上的线程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁。

2.死锁产生条件

死锁发生的必要条件

互斥条件：指线程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。

请求和保持条件：指线程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求线程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。

不剥夺条件：指线程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放,通常CPU内存资源是可以被系统强行调配剥夺的。

环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个线程——资源的环形链，即进程集合{T0，T1，T2，···，Tn}中的T0正在等待一个T1占用的资源；T1正在等待T2占用的资源，……，Tn正在等待已被T0占用的资源。

3.死锁的产生原因

简单来说造成死锁的原因可以概括成三句话：

当前线程拥有其他线程需要的资源

当前线程等待其他线程已拥有的资源

都不放弃自己拥有的资源

4.如何避免死锁

死锁是我们非常不愿意看到的一种现象，我们要尽可能避免死锁的情况发生。通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或者几个，来预防发生死锁。预防死锁是一种较易实现的方法。但是由于所施加的限制条件往往太严格，可能会导致系统资源利用率。

1 importtime2 importthreading3

4 #交易类

5 classAccount:6 def __init__(self,_id,balance,lock):7 self.id = _id #用户

8 self.balance = balance #存款

9 self.lock = lock #锁

10

11 #取钱

12 defwithdraw(self,amount):13 self.balance -=amount14

15 #存钱

16 defdeposit(self,amount):17 self.balance +=amount18

19 #查看余额

20 defget_balance(self):21 returnself.balance22

23 #创建账户

24 Tom = Account('Tom',5000,threading.Lock())25 Alex = Account('Alex',8000,threading.Lock())26

27 #转账函数

28 deftransfer(from_,to,amount):29 if from_.lock.acquire(): #锁自己账户

30 from_.withdraw(amount) #自己账户减少

31 time.sleep(0.5)32 if to.lock.acquire(): #对方账户上锁

33 to.deposit(amount)34 to.lock.release() #对方账户解锁

35 from_.lock.release() #自己账户解锁

36 print("%s 给 %s转账完成"%(from_.id,to.id))37

38 t1 = threading.Thread(target =transfer,39 args=(Tom,Alex,2000))40 t2 = threading.Thread(target =transfer,41 args=(Alex,Tom,2000))42 t1.start()43 t2.start()44 t1.join()45 t2.join()

线程死锁演示