python threading之Condition

2015年7月15日 发表评论 阅读评论

Python提供的Condition对象提供了对复杂线程同步问题的支持。Condition被称为条件变量,除了提供与Lock类似的acquire和release方法外,还提供了wait和notify方法。线程首先acquire一个条件变量,然后判断一些条件。如果条件不满足则wait;如果条件满足,进行一些处理改变条件后,通过notify方法通知其他线程,其他处于wait状态的线程接到通知后会重新判断条件。不断的重复这一过程,从而解决复杂的同步问题。

thread-condition

除了上面画的acquire方法、 release方法、notify方法、wait方法外还有notifyAll方法,不过notifyAll方法不常用。

51cto博客上我看到一篇博文中,形象的以二人对话 (生产者-消费者模)来解释上面的具体理论。

thread-talk

其中空格哥对应原理图中的A函数 ,西米对应的B 函数,每句话是doing操作,空格哥未“doing” 前,西米需要一直等待。最后,你来我往,直到最后都release掉,对话结束。由于代码太长,我给个精简版的,模拟上面的对话:

#coding:utf-8
#---- Condition
#---- 捉迷藏的游戏
import threading, time
class Hider(threading.Thread):
    def __init__(self, cond, name):
        super(Hider, self).__init__()
        self.cond = cond
        self.name = name
    def run(self):
        time.sleep(1) #确保先运行Seeker中的方法
        self.cond.acquire() #b
        print self.name + ': 我已经把眼睛蒙上了'
        self.cond.notify()
        self.cond.wait() #c
                         #f
        print self.name + ': 我找到你了 ~_~'
        self.cond.notify()
        self.cond.release()
                            #g
        print self.name + ': 我赢了'   #h
class Seeker(threading.Thread):
    def __init__(self, cond, name):
        super(Seeker, self).__init__()
        self.cond = cond
        self.name = name
    def run(self):
        self.cond.acquire()
        self.cond.wait()    #a    #释放对琐的占用,同时线程挂起在这里,直到被notify并重新占有琐。
                            #d
        print self.name + ': 我已经藏好了,你快来找我吧'
        self.cond.notify()
        self.cond.wait()    #e
                            #h
        self.cond.release()
        print self.name + ': 被你找到了,哎~~~'
cond = threading.Condition()
seeker = Seeker(cond, 'seeker')
hider = Hider(cond, 'hider')
seeker.start()
hider.start()

执行结果如下:

[root@361way condition]# python con3.py
hider: 我已经把眼睛蒙上了
seeker: 我已经藏好了,你快来找我吧
hider: 我找到你了 ~_~
seeker: 被你找到了,哎~~~
hider: 我赢了

便于对比,这里再给一个无限循环的例子。经典的生产者与消费者问题:假设有一群生产者(Producer)和一群消费者(Consumer)通过一个市场来交互产品。生产者的”策略“是如果市场上剩余的产品少于1000个,那么就生产100个产品放到市场上;而消费者的”策略“是如果市场上剩余产品的数量多余100个,那么就消费3个产品。用Condition解决生产者与消费者问题的代码如下:

import threading
import time
class Producer(threading.Thread):
    def run(self):
        global count
        while True:
            if con.acquire():
                if count > 1000:
                    con.wait()
                else:
                    count = count+100
                    msg = self.name+' produce 100, count=' + str(count)
                    print msg
                    con.notify()
                con.release()
                time.sleep(1)
class Consumer(threading.Thread):
    def run(self):
        global count
        while True:
            if con.acquire():
                if count < 100:
                    con.wait()
                else:
                    count = count-3
                    msg = self.name+' consume 3, count='+str(count)
                    print msg
                    con.notify()
                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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