python并發場景鎖如何使用

本文小編為大家詳細介紹“python并發場景鎖如何使用”，內容詳細，步驟清晰，細節處理妥當，希望這篇“python并發場景鎖如何使用”文章能幫助大家解決疑惑，下面跟著小編的思路慢慢深入，一起來學習新知識吧。

加鎖的原因

我們明白了鎖的原理，不禁有了一個問題，我們為什么需要鎖呢，它在哪些場景當中會用到呢？

其實它的使用場景非常廣，我們舉一個非常簡單的例子，就是淘寶買東西。我們都知道商家的庫存都是有限的，賣掉一個少一個。假如說當前某個商品庫存只剩下一個，但當下卻有兩個人同時購買。兩個人同時購買也就是有兩個請求同時發起購買請求，如果我們不加鎖的話，兩個線程同時查詢到商品的庫存是1，大于0，進行購買邏輯之后，同時減一。由于兩個線程同時執行，所以最后商品的庫存會變成-1。

顯然商品的庫存不應該是一個負數，所以我們需要避免這種情況發生。通過加鎖可以完美解決這個問題。我們規定一次只能有一個線程發起購買的請求，那么這樣當一個線程將庫存減到0的時候，第二個請求就無法修改了，就保證了數據的準確性。

代碼實現

那么在Python當中，我們怎么樣來實現這個鎖呢？

其實很簡單，threading庫當中已經為我們提供了線程的工具，我們直接拿過來用就可以了。我們通過使用threading當中的Lock對象， 可以很輕易的實現方法加鎖的功能。

import threading
class PurchaseRequest:
    '''
    初始化庫存與鎖
    '''
    def __init__(self, initial_value = 0):
        self._value = initial_value
        self._lock = threading.Lock()

    def incr(self,delta=1):
        '''
        加庫存
        '''
        self._lock.acquire()
        self._value += delta
        self._lock.release()

    def decr(self,delta=1):
        '''
        減庫存
        '''
        self._lock.acquire()
        self._value -= delta
        self._lock.release()

我們從代碼當中就可以很輕易的看出Lock這個對象的使用方法，我們在進入加鎖區（資源搶占區）之前，我們需要先使用lock.acquire()方法獲取鎖。Lock對象可以保證同一時刻只能有一個線程獲取鎖，只有獲取了鎖之后才會繼續往下執行。當我們執行完成之后，我們需要把鎖“放回門口”，所以需要再調用一下release方法，表示鎖的釋放。

這里有一個小問題是很多程序員在編程的時候總是會忘記release，導致不必要的bug，而且這種分布式場景當中的bug很難通過測試發現。因為測試的時候往往很難測試并發場景，code review的時候也很容易忽略，因此一旦泄露了還是挺難發現的。

為了解決這個問題，Lock還提供了一種改進的用法，就是使用with語句。with語句我們之前在使用文件的時候用到過，使用with可以替我們完成try catch以及資源回收等工作，我們只管用就完事了。這里也是一樣，使用with之后我們就可以不用管鎖的申請和釋放了，直接寫代碼就行，所以上面的代碼可以改寫成這樣：

import threading

class PurchaseRequest:
    '''
    初始化庫存與鎖
    '''
    def __init__(self, initial_value = 0):
        self._value = initial_value
        self._lock = threading.Lock()

    def incr(self,delta=1):
        '''
        加庫存
        '''
  with self._lock:
         self._value += delta

    def decr(self,delta=1):
        '''
        減庫存
        '''
        with self._lock:
         self._value -= delta

這樣看起來是不是清爽很多？

可重入鎖

上面介紹的只是最簡單的鎖，我們經常使用的往往是可重入鎖。

什么叫可重入鎖呢？簡單解釋一下，就是在一個線程已經持有了鎖的情況下，它可以再次進入被加鎖的區域。但是既然線程還持有鎖沒有釋放，那么它不應該還是在加鎖區域嗎，怎么會有需要再次進入被加鎖區域的情況呢？其實是有的，道理也很簡單，就是遞歸。

我們把上面的例子稍微改一點點，就完全不一樣了。

import threading
class PurchaseRequest:
    '''
    初始化庫存與鎖
    '''
    def __init__(self, initial_value = 0):
        self._value = initial_value
        self._lock = threading.Lock()

    def incr(self,delta=1):
        '''
        加庫存
        '''
  with self._lock:
         self._value += delta

    def decr(self,delta=1):
        '''
        減庫存
        '''
        with self._lock:
         self.incr(-delta)

我們關注一下上面的decr方法，我們用incr來代替了原本的邏輯實現了decr。但是有一個問題是decr也是一個加鎖的方法，需要前一個鎖釋放了才能進入。但它已經持有了鎖了，那么這種情況下就會發生死鎖。

我們只需要把Lock換成可重入鎖就可以解決這個問題，只需要修改一行代碼。

import threading

class PurchaseRequest:
    '''
    初始化庫存與鎖
    我們使用RLock代替了Lock，也可重入鎖代替了普通鎖
    '''
    def __init__(self, initial_value = 0):
        self._value = initial_value
        self._lock = threading.RLock()

    def incr(self,delta=1):
        '''
        加庫存
        '''
  with self._lock:
         self._value += delta

    def decr(self,delta=1):
        '''
        減庫存
        '''
        with self._lock:
         self.incr(-delta)

讀到這里，這篇“python并發場景鎖如何使用”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。