Python：使用threading子產品實作多線程程式設計七[使用Condition實作複雜同步]

目前我們已經會使用Lock去對公共資源進行互斥通路了，也探讨了同一線程可以使用RLock去重入鎖，但是盡管如此我們隻不過才處理了一些程式中簡單的同步現象，我們甚至還不能很合理的去解決使用Lock鎖帶來的死鎖問題。是以我們得學會使用更深層的解決同步問題。

        Python提供的Condition對象提供了對複雜線程同步問題的支援。Condition被稱為條件變量，除了提供與Lock類似的acquire和release方法外，還提供了wait和notify方法。

        使用Condition的主要方式為：線程首先acquire一個條件變量，然後判斷一些條件。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後，通過notify方法通知其他線程，其他處于wait狀态的線程接到通知後會重新判斷條件。不斷的重複這一過程，進而解決複雜的同步問題。

        下面我們通過很著名的“生産者-消費者”模型來來示範下，在Python中使用Condition實作複雜同步。

Python代碼

''''' Created on 2012-9-8

@author: walfred @module: thread.TreadTest7 '''

import threading  import time 

condition = threading.Condition()  products = 0

class Producer(threading.Thread):  def __init__(self):          threading.Thread.__init__(self) 

def run(self):  global condition, products  while True:  if condition.acquire():  if products < 10:                      products += 1;  print "Producer(%s):deliver one, now products:%s" %(self.name, products)                      condition.notify()  else:  print "Producer(%s):already 10, stop deliver, now products:%s" %(self.name, products)                      condition.wait();                  condition.release()                  time.sleep(2) 

class Consumer(threading.Thread):  def __init__(self):          threading.Thread.__init__(self) 

def run(self):  global condition, products  while True:  if condition.acquire():  if products > 1:                      products -= 1 print "Consumer(%s):consume one, now products:%s" %(self.name, products)                      condition.notify()  else:  print "Consumer(%s):only 1, stop consume, products:%s" %(self.name, products)                      condition.wait();                  condition.release()                  time.sleep(2) 

if __name__ == "__main__":  for p in range(0, 2):          p = Producer()          p.start() 

for c in range(0, 10):          c = Consumer()          c.start() 

        代碼中主要實作了生産者和消費者線程，雙方将會圍繞products來産生同步問題，首先是2個生成者生産products ，而接下來的10個消費者将會消耗products，代碼運作如下：

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對象會在内部自行建立一個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内部鎖。由于上述機制，處于waiting狀态的線程隻能通過notify方法喚醒，是以notifyAll的作用在于防止有線程永遠處于沉默狀态。