python - 为什么要锁定线程？

Question

我已经阅读了很多关于锁定线程的示例。但是为什么要锁定它们呢？据我了解，当您启动线程而不加入它们时，它们将与主线程和所有其他线程竞争资源然后执行，有时同时执行，有时不执行。

锁定是否确保线程不会同时执行？

此外，线程同时执行有什么问题？那不是更好吗？ (整体执行速度更快)

当你锁定线程时，它会锁定所有线程还是你可以选择要锁定的线程？ (无论锁定实际做什么...)

顺便说一句，我指的是在线程模块中使用像 lock() 和 acquire 这样的锁定函数...

Answer 1

锁允许您强制多个线程一次访问一个资源，而不是所有线程同时尝试访问该资源。

正如您所注意到的，通常您确实希望线程同时执行。但是，假设您有两个线程，并且它们都在写入同一个文件。如果他们试图同时写入同一个文件，他们的输出将会混合在一起，并且两个线程实际上都不会成功地将它想要的内容放入文件中。

现在也许这个问题不会一直出现了。大多数时候，线程不会尝试一次写入所有文件。但有时，也许千分之一，他们会这样做。所以也许你有一个看似随机出现的错误，很难重现，因此也很难修复。啊!

或者也许......这发生在我工作的一家公司......你有这样的错误但不知道它们在那里，因为如果你的计算机只有几个 CPU，它们就非常罕见，而且几乎没有您的任何客户都拥有超过 4 个。然后他们都开始购买 16-CPU 盒子……并且您的软件运行的线程数与 CPU 内核数一样多，所以突然间您经常崩溃或得到错误的结果。

所以无论如何，回到文件。为了防止线程相互踩踏，每个线程都必须在写入文件之前获取对文件的锁定。一次只有一个线程可以持有锁，所以一次只有一个线程可以写入文件。线程持有锁直到它完成对文件的写入，然后释放锁以便另一个线程可以使用该文件。

如果线程正在写入不同的文件，则永远不会出现此问题。所以这是一个解决方案:让您的线程写入不同的文件，然后在必要时将它们组合起来。但这并不总是可能的。有时，只有其中之一。

它不一定是文件。假设您正在尝试简单地计算字母“A”在一堆不同文件中出现的次数，每个文件一个线程。你想，很明显，我会让所有线程在每次看到“A”时递增相同的内存位置。但!当您要增加保持计数的变量时，计算机会将变量读入寄存器，增加寄存器，然后将值存储回来。如果两个线程同时读取值，同时递增，同时存回，会怎样？它们都从 10 开始，将其递增到 11，然后将 11 存储回去。所以当计数器应该是 12 时，它是 11:你输了一个数。

获取锁的成本可能很高，因为您必须等到其他人使用该资源时才用完它。这就是为什么 Python 的 Global Interpreter Lock 是性能瓶颈的原因。因此，您可能决定完全避免使用共享资源。每个线程都保留自己的计数，而不是使用单个内存位置来保存文件中“A”的数量，然后在最后将它们全部加起来(类似于我建议的文件解决方案，很有趣) .