python threading模塊的 condition


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()

 

 


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