目前我们已经会使用Lock去对公共资源进行互斥访问了,也探讨了同一线程可以使用RLock去重入锁,但是尽管如此我们只不过才处理了一些程序中简单的同步现象,我们甚至还不能很合理的去解决使用Lock锁带来的死锁问题。所以我们得学会使用更深层的解决同步问题。

        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。

        使用Condition的主要方式为: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。

        下面我们通过很著名的“生产者-消费者”模型来来演示下,在Python中使用Condition实现复杂同步。

Python代码

  1. '''''
  2. Created on 2012-9-8
  3. @author: walfred
  4. @module: thread.TreadTest7
  5. '''
  6. import threading 
  7. import time 
  8. condition = threading.Condition() 
  9. products = 0
  10. class Producer(threading.Thread): 
  11. def __init__(self): 
  12.         threading.Thread.__init__(self) 
  13. def run(self): 
  14. global condition, products 
  15. while True: 
  16. if condition.acquire(): 
  17. if products < 10: 
  18.                     products += 1; 
  19. print "Producer(%s):deliver one, now products:%s" %(self.name, products) 
  20.                     condition.notify() 
  21. else: 
  22. print "Producer(%s):already 10, stop deliver, now products:%s" %(self.name, products) 
  23.                     condition.wait(); 
  24.                 condition.release() 
  25.                 time.sleep(2) 
  26. class Consumer(threading.Thread): 
  27. def __init__(self): 
  28.         threading.Thread.__init__(self) 
  29. def run(self): 
  30. global condition, products 
  31. while True: 
  32. if condition.acquire(): 
  33. if products > 1: 
  34.                     products -= 1
  35. print "Consumer(%s):consume one, now products:%s" %(self.name, products) 
  36.                     condition.notify() 
  37. else: 
  38. print "Consumer(%s):only 1, stop consume, products:%s" %(self.name, products) 
  39.                     condition.wait(); 
  40.                 condition.release() 
  41.                 time.sleep(2) 
  42. if __name__ == "__main__": 
  43. for p in range(0, 2): 
  44.         p = Producer() 
  45.         p.start() 
  46. for c in range(0, 10): 
  47.         c = Consumer() 
  48.         c.start() 

        代码中主要实现了生产者和消费者线程,双方将会围绕products来产生同步问题,首先是2个生成者生产products ,而接下来的10个消费者将会消耗products,代码运行如下:

Producer(Thread-1):deliver one, now products:1
Producer(Thread-2):deliver one, now products:2
Consumer(Thread-3):consume one, now products:1
Consumer(Thread-4):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-5):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-6):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-7):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-8):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-10):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-9):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-12):only 1, stop consume, products:1
Consumer(Thread-11):only 1, stop consume, products:1

        另外:Condition对象的构造函数可以接受一个Lock/RLock对象作为参数,如果没有指定,则Condition对象会在内部自行创建一个RLock;除了notify方法外,Condition对象还提供了notifyAll方法,可以通知waiting池中的所有线程尝试acquire内部锁。由于上述机制,处于waiting状态的线程只能通过notify方法唤醒,所以notifyAll的作用在于防止有线程永远处于沉默状态。