了解Python中的多线程和锁（概念和示例）

Question

我对使用它进行编程项目的多线程进行了研究（这里是第一名...）。如果您认为我的陈述在下面正确，或者对错误或需要更正的评论表示感谢，我将不胜感激。

1. 锁定是一个可以通过引用传递给函数，方法的对象。然后，（在此示例中）函数可以使用该锁定对象引用，以便在数据上安全操作（此示例中的一个变量）。它通过获取锁，修改变量然后释放锁来实现此目的。
2. 可以创建线程以定位一个函数，该功能可以获取对锁定的引用（然后实现上面所述的内容）。
3. 锁确实不是保护特定变量，对象等。
4. 除非获得（并释放），否则锁不会保护或做任何东西。
5. 因此，为了实现所需的保护，锁定 使用 的责任。
6. 如果在线程A执行的函数中获取锁目的。
7. 仅当线程B的函数B想要获取相同锁定（即通过相同的引用锁定对象），该功能已经由螺纹A当时针对的功能获取，锁定锁定的锁在该线程中的两个线程上，b将停止进一步执行，直到螺纹A针对的功能再次释放锁。
8. 因此，如果其目标函数想要（并等待）获取相同的锁定本身，则仅锁定锁才会停止执行线程。因此，通过螺纹获取锁定，它只能 防止线程B获得相同的锁，仅此而已。

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如果我想在设置变量时使用锁来防止

9. 比赛
10. 条件在设置变量之前，每个函数和每个函数中的锁定（并在此之后发布）。 （*）
11. 如果我只创建一个针对函数的线程而不提供对锁定对象的引用并设置变量的线程，或者
12. 如果我通过其目标函数具有锁定的线程设置变量对象，但在操作之前没有获取它，我将失败以实现变量的线程安全设置。

（*）只要其他线程不能访问变量，就应获取锁定。现在，我想将其与数据库事务进行比较...我锁定数据库（〜获取锁定），直到我的指令集完成为止，然后我提交（〜释放锁定）。

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示例如果我想创建一个成员_Value的类：

    class Version1:
        def __init__(self):
            self._value:int = 0
            self._lock:threading.Lock = threading.Lock()
        
        def getValue(self) -> int:
            """Getting won't be protected in this example."""
            return self._value
        
        def setValue(self, val:int) -> None:
            """This will be made thread-safe by member lock."""
            with self._lock:
                self._value = val
            
    v1 = Version1()
    t1_1 = threading.Thread(target=v1.setValue, args=(1)).start()
    t1_2 = threading.Thread(target=v1.setValue, args=(2)).start()
    
    
    class Version2:
        def __init__(self):
            self._value:int = 0
        
        def getValue(self) -> int:
            """Getting won't be protected in this example."""
            return self._value
        
        def setValue(self, val:int, lock:threading.Lock) -> None:
            """This will be made thread-safe by injected lock."""
            with self._lock:
                self._value = val
            
    v2 = Version2()
    l = threading.Lock()
    t2_1 = threading.Thread(target=v2.setValue, args=(1, l)).start()
    t2_2 = threading.Thread(target=v2.setValue, args=(2, l)).start()

13. 在版本1中，i作为类提供者，可以保证设置_value始终是线程安全...
14. ...因为在process2 ，我的班级用户可能会将不同的锁定对象传递给两个产卵线程，从而使锁定保护毫无用处。
15. 如果我想为我的班级用户提供将_Value设置设置的自由，将应该以线程安全的方式执行的更大步骤集合，我可以注入lock引用版本1's __ INT __功能，并将其分配给_lock成员。因此，可以保证课程的线程安全操作，同时仍允许类的用户为此目的使用“她自己的”锁定。

现在，0-15的分数将评分我（MIS）理解锁的程度...：D

Answer 1

1. 将全局变量用于锁也很常见。这取决于锁的保护。
2. 是的，尽管有些意义。任何功能都可以使用锁定，而不仅仅是螺纹目标的功能。
3. 如果您的意思是锁定与它保护的数据之间没有直接的链接，那是事实。但是，您可以定义一个数据结构，该数据结构包含需要保护并引用其锁定的值。
4. 真的。尽管正如我在3中所说的那样，您可以定义包装数据和锁定的数据结构。您可以将其当作课程，并让类方法自动根据需要获取锁定。
5. 正确的。但是，请参阅4有关如何自动化此功能的4。
6. 正确的。
7. 正确的。
8. 正确的。
9. 如果不是全球锁，请更正。
10. 部分正确。如果您仅阅读变量，则通常还应该获得锁定。如果读取对象不是原子（例如，它是一个列表，并且您正在读取多个元素，或者您读取相同的标量对象可变时间并期望其稳定），则需要防止在您的同时修改另一个线程阅读。
11. 正确的。
12. 正确的。
13. 正确的。这是我上面在3和4中描述的示例
14. 。正确。这就是为什么13中的设计通常更好。
15. 这很棘手，因为锁定的粒度需要反映所有需要保护的对象。您的班级仅保护该变量的分配 - 它将在完成与呼叫者提供的锁相关的所有其他步骤之前释放锁。