python多線程鎖Lock和RLock

如果多個(gè)線程共同對某個(gè)數(shù)據(jù)修改，則可能出現(xiàn)不可預(yù)料的結(jié)果睁本，為了保證數(shù)據(jù)的正確性，需要對多個(gè)線程進(jìn)行同步,使用 Thread 對象的 Lock 和 Rlock 可以實(shí)現(xiàn)簡單的線程同步忠怖，這兩個(gè)對象都有 acquire 方法和 release 方法,分別用來獲取和釋放鎖

Lock和RLock有什么區(qū)別呢呢堰？很多教程都只提到RLock可以多次acquire和release，舉的例子就是類似這種：

import threading

rlock=threading.RLock()

def foo():
    rlock.acquire()
    rlock.acquire() # 可以多次獲得鎖
    print('multi-acquire')
    rlock.release()
    rlock.acquire() # acquire幾次鎖就要release 幾次

t=threading.Thread(target=foo)
t.start()
t.join()

#輸出
multi-acquire

看完了還是一頭霧水脑又，雖然知道了RLock可以多次獲取釋放暮胧，但有什么用呢？獲取一次鎖就行了為啥還要多次獲取呢问麸？下面就舉例說一下這個(gè)RLock可以多次獲取鎖的好處

假如在多線程環(huán)境下我們要對一個(gè)變量num進(jìn)行加一操作往衷，并且加一操作前我們需要檢查這個(gè)變量是不是負(fù)值

import threading

lock=threading.Lock()
num=1

def check(): #檢查變量是否小于零
    global num
    lock.acquire()
    if num<0:
        print('num<0')
    else:
        print('num>1')
    lock.release()

def add(): # 對變量進(jìn)行+1操作
    global num
    lock.acquire()
    check() #加一操作前檢查num的值是否小于零
    num += 1
    lock.release()

t=threading.Thread(target=add)
t.start()
t.join()

上面的這段代碼會發(fā)生死鎖情況，因?yàn)樵赼dd函數(shù)里先通過lock.acquire()獲取了鎖严卖，然后調(diào)用check函數(shù)的時(shí)候席舍，check函數(shù)里又在獲取鎖，這就造成死鎖情況哮笆。這種情況也就是在一個(gè)加鎖的操作里調(diào)用另一個(gè)加鎖的方法来颤，而且加的是同一把鎖，就會發(fā)生死鎖稠肘。解決方法很簡單福铅，就是把Lock換成RLock就行了

讓我們在舉一個(gè)實(shí)用點(diǎn)的例子
現(xiàn)在要使用遞歸方法計(jì)算一個(gè)數(shù)的累乘，并要求加鎖實(shí)現(xiàn)計(jì)算過程中不會被其他線程干擾

from threading import Lock

lock = Lock()

def factorial(n):
    assert n > 0
    if n == 1:
        return 1
    
    with lock:       
        out = n * factorial(n - 1)

    return out

print(factorial(3)) #發(fā)生死鎖项阴，無法執(zhí)行

上面遞歸的函數(shù)里使用with 語句簡化了鎖的acquire和release 寫法滑黔。
在with語句里又遞歸調(diào)用了factorial函數(shù)本身，這就會發(fā)生再次請求鎖的情況环揽，所以第一次遞歸的時(shí)候就發(fā)生了死鎖略荡，解決的方法還是一樣，把Lock換成RLock即可

上面的例子說明了多次獲取鎖的實(shí)際用途歉胶，其實(shí)RLock和Lock的區(qū)別還有另一點(diǎn)汛兜，就是：

Lock獲取的鎖可以被其他任何線程直接釋放
RLock獲取的鎖只有獲取這個(gè)鎖的線程自己才能釋放

看下面的例子：

import threading
import time

lock = threading.Lock()

def a():
    lock.acquire()
    time.sleep(3)
    lock.release()
    

def b():
    lock.release()
    print('lock released')


t1=threading.Thread(target=a)
t2=threading.Thread(target=b)

t1.start()
t2.start()

t1.join()
t2.join()

#輸出：
lock released
Exception in thread Thread-1:
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python3.6\lib\threading.py", line 916, in _bootstrap_inner
    self.run()
  File "D:\python3.6\lib\threading.py", line 864, in run
    self._target(*self._args, **self._kwargs)
  File "C:/Users/test/Desktop/test.py", line 9, in a
    lock.release()
RuntimeError: release unlocked lock

t1線程在函數(shù)a里面獲取了鎖，然后sleep 3秒鐘通今，這時(shí)候t2線程的b函數(shù)在沒有獲取鎖的情況下直接就釋放的鎖粥谬，然后執(zhí)行print('lock released')打印輸出，等3秒后線程t1醒來后再試圖釋放一個(gè)已經(jīng)被釋放的鎖的時(shí)候辫塌，就會報(bào)RuntimeError: release unlocked lock 錯(cuò)了帝嗡，說明t2線程可以獲取t1線程的lock鎖

如果把上面的鎖改成RLock，輸出會變成這樣

Exception in thread Thread-2:
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python3.6\lib\threading.py", line 916, in _bootstrap_inner
    self.run()
  File "D:\python3.6\lib\threading.py", line 864, in run
    self._target(*self._args, **self._kwargs)
  File "C:/Users/test/Desktop/test.py", line 13, in b
    lock.release()
RuntimeError: cannot release un-acquired lock

報(bào)錯(cuò)信息：無法釋放一個(gè)沒有獲取到的鎖璃氢，說明t2 線程的b函數(shù)里，無法獲取t1線程獲取的rlock鎖

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