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Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析

发布时间:2023-02-28 15:01:41 来源:亿速云 阅读:96 作者:iii 栏目:开发技术

这篇文章主要介绍“Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析”,在日常操作中,相信很多人在Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!

什么是虚假唤醒

虚假唤醒是一种现象,它只会出现在多线程环境中,指的是在多线程环境下,多个线程等待在同一个条件上,等到条件满足时,所有等待的线程都被唤醒,但由于多个线程执行的顺序不同,后面竞争到锁的线程在获得时间片时条件已经不再满足,线程应该继续睡眠但是却继续往下运行的一种现象。

上面是比较书面化的定义,我们用人能听懂的话来介绍一下虚假唤醒。

多线程环境的编程中,我们经常遇到让多个线程等待在一个条件上,等到这个条件成立的时候我们再去唤醒这些线程,让它们接着往下执行代码的场景。假如某一时刻条件成立,所有的线程都被唤醒了,然后去竞争锁,因为同一时刻只会有一个线程能拿到锁,其他的线程都会阻塞到锁上无法往下执行,等到成功争抢到锁的线程消费完条件,释放了锁,后面的线程继续运行,拿到锁时这个条件很可能已经不满足了,这个时候线程应该继续在这个条件上阻塞下去,而不应该继续执行,如果继续执行了,就说发生了虚假唤醒。

import threading
from threading import Condition
class Data:
    def __init__(self, cond, num):
        self.num = num
        self.cond = cond
    def add(self):
        self.cond: Condition = self.cond
        self.cond.acquire()
        if self.num > 0:
            self.cond.wait()
        self.num += 1
        print(threading.current_thread().getName(), self.num)
        self.cond.notifyAll()
        self.cond.release()
    def decr(self):
        self.cond: Condition = self.cond
        self.cond.acquire()
        if self.num == 0:
            self.cond.wait()
        self.num -= 1
        print(threading.current_thread().getName(), self.num)
        self.cond.notifyAll()
        self.cond.release()
if __name__ == '__main__':
    cond = Condition()
    num = 0
    data = Data(cond, 0)
    thread_add = threading.Thread(name="A", target=data.add)
    thread_decr = threading.Thread(name="B", target=data.decr)
    thread_add.start()
    thread_decr.start()

Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析

现在改用4个线程

import threading
from threading import Condition
class Data:
    def __init__(self, cond, num):
        self.num = num
        self.cond = cond
    def add(self):
        self.cond: Condition = self.cond
        self.cond.acquire()
        if self.num > 0:
            self.cond.wait()
        self.num += 1
        print(threading.current_thread().getName(), self.num)
        self.cond.notifyAll()
        self.cond.release()
    def decr(self):
        self.cond: Condition = self.cond
        self.cond.acquire()
        if self.num == 0:
            self.cond.wait()
        self.num -= 1
        print(threading.current_thread().getName(), self.num)
        self.cond.notifyAll()
        self.cond.release()
if __name__ == '__main__':
    cond = Condition()
    num = 0
    data = Data(cond, 0)
    thread_add = threading.Thread(name="A", target=data.add)
    thread_decr = threading.Thread(name="B", target=data.decr)
    thread_add2 = threading.Thread(name="C", target=data.add)
    thread_decr2 = threading.Thread(name="D", target=data.decr)
    thread_add.start()
    thread_decr.start()
    thread_add2.start()
    thread_decr2.start()

Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析

还没有出现问题!!!

使用20个线程同时跑

import threading
from threading import Condition
class Data:
    def __init__(self, cond, num):
        self.num = num
        self.cond = cond
    def add(self):
        self.cond: Condition = self.cond
        self.cond.acquire()
        if self.num > 0:
            self.cond.wait()
        self.num += 1
        print(threading.current_thread().getName(), self.num)
        self.cond.notifyAll()
        self.cond.release()
    def decr(self):
        self.cond: Condition = self.cond
        self.cond.acquire()
        if self.num == 0:
            self.cond.wait()
        self.num -= 1
        print(threading.current_thread().getName(), self.num)
        self.cond.notifyAll()
        self.cond.release()
if __name__ == '__main__':
    cond = Condition()
    num = 0
    data = Data(cond, 0)
    for i in range(10):
        thread_add = threading.Thread(name="A", target=data.add)
        thread_add.start()
    for i in range(10):
        thread_decr = threading.Thread(name="B", target=data.decr)
        thread_decr.start()

Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析

这时就出现了问题!!!

现在改用while进行判断

防止虚假唤醒:

import threading
from threading import Condition
class Data:
    def __init__(self, cond, num):
        self.num = num
        self.cond = cond
    def add(self):
        self.cond: Condition = self.cond
        self.cond.acquire()
        # 这里采用了while进行判断,防止虚假唤醒
        while self.num > 0:
            self.cond.wait()
        self.num += 1
        print(threading.current_thread().getName(), self.num)
        self.cond.notifyAll()
        self.cond.release()
    def decr(self):
        self.cond: Condition = self.cond
        self.cond.acquire()
        # 这里采用了while进行判断,防止虚假唤醒
        while self.num == 0:
            self.cond.wait()
        self.num -= 1
        print(threading.current_thread().getName(), self.num)
        self.cond.notifyAll()
        self.cond.release()
if __name__ == '__main__':
    cond = Condition()
    num = 0
    data = Data(cond, 0)
    for i in range(10):
        thread_add = threading.Thread(name="A", target=data.add)
        thread_add.start()
    for i in range(10):
        thread_decr = threading.Thread(name="B", target=data.decr)
        thread_decr.start()

Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析

这个例子与上面的代码几乎没有差别,只是把if判断换成了while判断,所以每次萧炎和唐三醒过来之后都会再判断一下有没有苹果(唤醒自己的条件是否满足),如果不满足,就会继续睡下去,不会接着往下运行,从而避免了虚假唤醒。

到此,关于“Python Thread虚假唤醒概念与防范代码分析”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注亿速云网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!

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