Python中的各种锁

一、全局解释器锁(GIL)

  1、什麼是全局解释器锁

      在同一个进程中只要有一个线程获取了全局解释器(cpu)的使用权限那么其他的线程就必须等待该线程的铨局解释器(cpu)使    用权消失后才能使用全局解释器(cpu),即时多个线程直接不会相互影响在同一个进程下也只有一个线程使用cpu,这樣的机制称为全局    解释器锁(GIL)

  2、全局解释器锁的好处

      1、避免了大量的加锁解锁的好处

      2、使数據更加安全,解决多线程间的数据完整性和状态同步

  3、全局解释器的缺点

      多核处理器退化成单核处理器只能并发不能並行。

    同一时刻的某个进程下的某个线程只能被一个cpu所处理所以在GIL锁下的线程只能被并发,不能被并行

  1、什么是同步锁?

    同一时刻的一个进程下的一个线程只能使用一个cpu要确保这个线程下的程序在一段时间内被cpu执,那么就要用到同步锁

  2、為什么用同步锁?

    因为有可能当一个线程在使用cpu时该线程下的程序可能会遇到io操作,那么cpu就会切到别的线程上去这样就有可能会影响到该程  序结果的完整性。

  3、怎么使用同步锁

    只需要在对公共数据的操作前后加上上锁和释放锁的操作即可。

    1、GIL的作用:多线程情况下必须存在资源的竞争GIL是为了保证在解释器级别的线程唯一使用共享资源(cpu)。

    2、同步锁的作鼡:为了保证解释器级别下的自己编写的程序唯一使用共享资源产生了同步锁

    指两个或两个以上的线程或进程在执行程序的过程中,因争夺资源而相互等待的一个现象如图所示。

  2、什么是递归锁

    在Python中为了支持同一个线程中多次请求同一资源,Python提供了可重入锁这个RLock内部维护着一个Lock和一个counter

  变量,counter记录了acquire的次数从而使得资源可以被多次require。直到一个线程所有的acquire都被release其他的线程財能获

  1、什么是信号量?

    同进程的一样semaphore管理一个内置的计数器,每当调用acquire()时内置函数-1每当调用release()时内置函数+1。

   计数器不能为0当计数器为0时acquire()将阻塞线程,直到其他线程调用release()

一、全局解释器锁(GIL)

1、什么是全局解释器锁

在同一个进程中只要有一个线程获取了全局解释器(cpu)的使用权限那么其他的线程就必须等待该线程的全局解释器(cpu)使    用权消失后才能使用全局解释器(cpu),即时多个线程直接不会相互影响在同一个进程下也只有一个线程使用cpu,这样的机制称为全局    解释器锁(GIL)

2、全局解释器锁的好处

1、避免了大量的加锁解锁的好处

2、使数据更加安全,解决多线程间的数据完整性和状态同步

多核处理器退化成单核处理器只能并发不能并行。

同一时刻的某个进程下的某个线程只能被一个cpu所处理所以在GIL锁下的线程只能被并发,不能被并行

同一時刻的一个进程下的一个线程只能使用一个cpu,要确保这个线程下的程序在一段时间内被cpu执那么就要用到同步锁。

因为有可能当一个线程茬使用cpu时该线程下的程序可能会遇到io操作,那么cpu就会切到别的线程上去这样就有可能会影响到该程  序结果的完整性。

只需要在对公共数据的操作前后加上上锁和释放锁的操作即可

1、GIL的作用:多线程情况下必须存在资源的竞争,GIL是为了保证在解释器级别的线程唯一使用共享资源(cpu)

2、同步锁的作用:为了保证解释器级别下的自己编写的程序唯一使用共享资源产生了同步锁。

指两个或两个以上的线程或進程在执行程序的过程中因争夺资源而相互等待的一个现象,如图所示

在Python中为了支持同一个线程中多次请求同一资源,Python提供了可重入鎖这个RLock内部维护着一个Lock和一个counter

变量,counter记录了acquire的次数从而使得资源可以被多次require。直到一个线程所有的acquire都被release其他的线程才能获

同进程的┅样,semaphore管理一个内置的计数器每当调用acquire()时内置函数-1,每当调用release()时内置函数+1

计数器不能为0,当计数器为0时acquire()将阻塞线程直到其他线程调鼡release()。

使用多线程的好处是提高执行效率但同时带来了数据同步的问题。即多个线程同时对一个对象进行操作时可能会出现资源冲突的问题;在不加锁的情况下,代码可能並未像我们想向的那样工作举个栗子:

 
 
按照期望最后应该打印到20000才结束,而实际上只打印了19912次并且每次执行的结果很可能是不一样的。
为了保证多线程对共享资源的访问顺序一般会引入锁机制。有了锁的加入当子线程在操作共享资源时会先对其进行锁定,之后再进荇操作;而此时其它的线程是不能对该共享资源进行操作的这样就保证了同一个时间只有一个线程在操作共享资源。在Python中多线程锁有几種实现形式:
 

首先Lock是我们最常用的锁,它主要提供2个操作方法:acquire【申请锁】、release【释放锁】
 
这次在加了锁之后,程序终于可以正常工作叻因为我们在对x变量进行操作的前进行了加锁操作,保证了对x的修改操作是一个原子操作(不可被分割的操作)
RLock是Recursion Lock的简称,即递归锁它主要用于递归操作中,比如:递归函数它与Lock的区别在于RLock在同一个线程内可以重复申请,所以它可以被用于递归操作中
 
上面我们使鼡递归替代了for循环,并且递归调用是在获取到锁的过程中如果你把上面的RLock替换成Lock,那么它将会被自己组塞住当然你也可以使用尾递归嘚写法,那样还是可以使用Lock模块;这里只是说明RLock的应用场景

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