python 线程间通信信号量 wait for

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mob649e8167c4a3 2024-02-17 04:52:31 ©著作权

文章标签 信号量线程间通信 Python 文章分类 Python 后端开发

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Python线程间通信：信号量和wait-for

在Python中，多线程的并发执行可以带来更高的性能和效率。然而，在多线程环境中，线程之间的通信和同步是非常重要的。本文将介绍Python中线程间通信的一种常见方法——信号量和wait-for机制，并提供相关的代码示例。

什么是线程间通信？

线程间通信（Inter-thread Communication）是指不同线程之间通过某种机制进行交互、传递信息或者共享资源的过程。在多线程环境中，线程之间的通信是为了实现协调、同步和数据共享等目的。

在Python中，线程间通信可以通过共享变量、队列、锁、条件变量等方式来实现。其中，信号量是一种常见的线程间通信机制，可以用于控制对共享资源的访问。

信号量

信号量（Semaphore）是一种计数器，用于控制对共享资源的访问。它维护一个内部计数器，当计数器大于等于0时，表示资源可用；当计数器小于0时，表示资源不可用。

在Python中，可以使用标准库中的threading.Semaphore类来创建信号量对象。

代码示例

import threading

# 创建一个信号量，初始计数为1
semaphore = threading.Semaphore(1)

def worker():
    semaphore.acquire()  # 获取信号量
    print("Worker acquired the semaphore")
    # 执行一些操作...
    semaphore.release()  # 释放信号量

# 创建多个线程，并启动它们
threads = []
for i in range(5):
    t = threading.Thread(target=worker)
    threads.append(t)
    t.start()

# 等待所有线程执行完毕
for t in threads:
    t.join()

在上述代码中，我们创建了一个初始计数为1的信号量对象semaphore，然后在worker函数中通过semaphore.acquire()来获取信号量，表示它要访问共享资源（这里假设共享资源是一段代码，用注释表示）。当一个线程获取到信号量后，其他线程就不能获取，只有通过semaphore.release()释放信号量后，其他线程才能获取。

wait-for机制

在多线程环境中，有时候我们希望某个线程在满足一定条件之前一直等待。这时候可以使用threading.Condition类中的wait()方法来实现。

代码示例

import threading

# 创建一个条件变量对象
condition = threading.Condition()

def worker():
    with condition:
        print("Worker is waiting")
        condition.wait()  # 等待条件满足
        print("Worker is awake")

def notifier():
    with condition:
        print("Notifier is notifying")
        condition.notify()  # 通知条件满足

# 创建并启动线程
t1 = threading.Thread(target=worker)
t2 = threading.Thread(target=notifier)
t1.start()
t2.start()

# 等待线程执行完毕
t1.join()
t2.join()

在上述代码中，我们创建了一个条件变量对象condition，然后在worker函数中通过condition.wait()来等待条件满足。当一个线程调用condition.wait()时，它会释放锁并进入等待状态，直到另一个线程调用condition.notify()来通知它条件已经满足，然后该线程被唤醒并重新获取锁。