Python 多线程 - 共享变量

1. Python多线程介绍

Python多线程是一种并发编程技术,通过多个独立并发的线程同时执行来实现更高效的计算。在Python中,线程是由threading模块管理的,并且可以在Python中使用多进程库来实现多进程和线程的并发编程。

对于Python多线程的使用,开发者需要注意的是,在Python中,多线程并不能加速单线程的运行速度,而是可以利用多个线程同时运行来提高处理大量数据的效率。

1.1 Python多线程的应用场景

在Python中,多线程主要用于以下几种应用场景:

提高程序的运行效率。

处理多个高延迟任务。

同时执行多个网络或IO操作。

2. 共享变量的概念

共享变量是指多个线程可以同时访问和修改的变量,一般会被定义为全局变量或者类属性。在Python多线程编程中,共享变量需要使用锁机制来保证多个线程修改共享变量时的安全性,否则可能会出现数据混乱和死锁等问题。

2.1 Python多线程中的锁

Python提供了两种锁,分别是互斥锁和可重入锁:

互斥锁:线程在获取锁之前必须等待该锁被释放,只有一个线程能够获得该锁,并且其他线程必须等待该线程释放锁。

可重入锁:线程在获取锁之后可以多次获取该锁,每次获取锁需要在释放锁之前获取。

3. 共享变量的使用

下面通过一个简单的例子来介绍Python多线程中共享变量的使用:

import threading

num = 0

lock = threading.Lock()

def add_num():

global num

lock.acquire()

for i in range(100000):

num += 1

lock.release()

if __name__ == '__main__':

t1 = threading.Thread(target=add_num)

t2 = threading.Thread(target=add_num)

t1.start()

t2.start()

t1.join()

t2.join()

print(num)

在上面的例子中,我们定义了一个全局变量 num,并且定义了一个互斥锁lock。在add_num函数中,我们使用了lock.acquire()获取锁,在修改num值后使用lock.release()释放锁,从而保证多个线程访问 num 变量时的安全性。

在程序运行时,我们启动两个线程来执行add_num函数,并且等待两个线程执行结束后打印num变量的值。由于我们使用了锁机制,因此在 num 变量的修改时不会出现并发问题,最终程序输出的num变量值为两个线程处理 num 变量之和,即 200000。

需要注意的是,在实际的Python多线程编程中,共享变量的使用需要根据具体的应用场景来进行合理的设计和优化,从而保证程序的稳定性和运行效率。

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