为了更有效地同步对任何资源的访问,我们可以将条件与任务相关联,让任何线程等待,直到满足某个条件,或者通知其他线程该条件正在满足,以便它们可以解除对自身的阻止。
让我们举一个简单的例子来理解这一点。在生产者消费者问题中,如果有一个生产者生产某一物品,一个消费者消费该物品,那么在生产者生产该物品之前,消费者不能消费该物品。因此,消费者要等到产品生产出来。生产者有责任告知消费者,一旦产品成功生产,就可以消费。
如果有多个消费者消费生产者生产的产品,那么生产者必须通知所有消费者生产的新产品。
这是 python 多线程中条件对象的完美用例。
条件对象:wait()
、notify()
和notifyAll()
现在我们知道了 python 多线程中条件对象的用途,让我们看看它的语法:
condition = threading.Condition([lock])
条件对象接受一个可选的锁对象作为参数。如果我们不提供任何东西,那么它会创建一个默认锁。
条件对象有acquire()
和release()
方法,调用关联锁的相应方法。还有wait()
方法、notify()
方法、notifyAll()
方法。这三个只能在调用线程获得锁后调用。
条件类方法
以下是条件类方法:
acquire(*args)
方法
此方法用于获取锁。该方法对条件对象中存在的基础锁调用相应的acquire()
方法;返回值是该方法返回的任何值。
release()
方法
此方法用于释放锁。该方法对条件对象中存在的基础锁调用相应的release()
方法。
wait([timeout])
方法
此方法用于阻塞线程,并使其等待,直到其他线程通过在同一条件对象上调用notify()
或notifyAll()
方法通知它,或者直到超时发生。
只有当调用线程获得锁时,才能调用这个函数。
当被调用时,这个方法释放锁,然后阻塞线程,直到被其他线程对相同条件变量的notify()
或notifyAll()
调用唤醒,或者直到超时发生。
如果由于notify()
或notifyAll()
方法而被释放,该方法返回True
,否则如果超时,该方法将返回False
布尔值。
notify()
方法
它会唤醒任何等待相应条件的线程。只有当调用线程获得锁时,才能调用这个函数。此外,调用此方法只会唤醒一个等待的线程。
notifyAll()
方法
它会唤醒所有等待这个条件的线程。这个方法的行为类似于notify()
方法,但是唤醒了所有等待的线程,而不是一个。
是时候举个例子了!
在下面的代码示例中,我们实现了一个简单的生产者-消费者解决方案,生产者生产一个项目,并将其添加到消费者消费这些项目的列表中。
上面的代码示例中有几个重要的要点:
- 我们创建了一个类
SomeItem
,它有一个list
,作为生产者和消费者线程之间的共享资源。 - 生产者线程正在随机生成一些列表项,并将其添加到列表中。
- 消费线程尝试消费物品,如果没有找到物品,则开始等待。如果生产者在超时前向消费者发送关于项目创建的通知,那么消费者消费该项目,否则由于超时而退出。
这是一个非常简单的例子,涵盖了条件对象的所有用例。尝试用 2 个使用者线程和一个生产者线程运行上面的程序。