Condition的處理流程如下:
首先acquire一個條件變量,然后判斷一些條件。
如果條件不滿足則wait;
如果條件滿足,進行一些處理改變條件后,通過notify方法通知其他線程,其他處於wait狀態的線程接到通知后會重新判斷條件。
不斷的重復這一過程,從而解決復雜的同步問題。
Condition的基本原理如下:
可以認為Condition對象維護了一個鎖(Lock/RLock)和一個waiting池。線程通過acquire獲得Condition對象,當調用wait方法時,線程會釋放Condition內部的鎖並進入blocked狀態,同時在waiting池中記錄這個線程。當調用notify方法時,Condition對象會從waiting池中挑選一個線程,通知其調用acquire方法嘗試取到鎖。
Condition對象的構造函數可以接受一個Lock/RLock對象作為參數,如果沒有指定,則Condition對象會在內部自行創建一個RLock。
除了notify方法外,Condition對象還提供了notifyAll方法,可以通知waiting池中的所有線程嘗試acquire內部鎖。由於上述機制,處於waiting狀態的線程只能通過notify方法喚醒,所以notifyAll的作用在於防止有的線程永遠處於沉默狀態。
演示條件變量同步的經典問題是生產者與消費者問題:假設有一群生產者(Producer)和一群消費者(Consumer)通過一個市場來交互產品。生產者的”策略“是如果市場上剩余的產品少於1000個,那么就生產100個產品放到市場上;而消費者的”策略“是如果市場上剩余產品的數量多余100個,那么就消費3個產品。用Condition解決生產者與消費者問題的代碼如下:
# -*- coding: utf-8 -*- """ Created on Wed Nov 28 17:15:29 2018 @author: 18665 """ import threading import time class Producer(threading.Thread): # 生產者函數 def run(self): global count while True: if con.acquire(): # 當count 小於等於1000 的時候進行生產 if count > 1000: con.wait() else: count = count+100 msg = self.name+' produce 100, count=' + str(count) print(msg) # 完成生成后喚醒waiting狀態的線程, # 從waiting池中挑選一個線程,通知其調用acquire方法嘗試取到鎖 con.notify() con.release() time.sleep(1) class Consumer(threading.Thread): # 消費者函數 def run(self): global count while True: # 當count 大於等於100的時候進行消費 if con.acquire(): if count < 100: con.wait() else: count = count-5 msg = self.name+' consume 5, count='+str(count) print(msg) con.notify() # 完成生成后喚醒waiting狀態的線程, # 從waiting池中挑選一個線程,通知其調用acquire方法嘗試取到鎖 con.release() time.sleep(1) count = 500 con = threading.Condition() def test(): for i in range(2): p = Producer() p.start() for i in range(5): c = Consumer() c.start() if __name__ == '__main__': test()