Python多线程编程：常见并发和锁问题

原创布满荆棘的人生 2024-12-20 18:00 42阅读 0赞

在Python中，多线程是一种有效的利用多核CPU资源的方式。然而，在实际编程过程中，可能会遇到一些并发控制和锁的问题。以下是一些常见的问题：

1. **死锁**：当两个或多个进程各自占有某一种资源且它们都等待别的进程释放其占有的资源时就可能发生死锁。

```python
from threading import Thread

# 线程A持有锁1，需要锁2
lock1 = Lock()
lock2 = Lock()

def thread_a():
    lock1.acquire()  # 获取锁1
    print("Thread A: Acquiring lock2...")
    try:
        lock2.acquire()  # 获取锁2
        print("Thread A: Both locks acquired!")
        some_resource.shared_between_threads()  # 线程间共享资源
    except LockError:  # 防止死锁，这里锁1已经持有，所以不会尝试获取锁2
        print("Thread A: Deadlock avoided, unlocking lock2...")
        lock2.release()
    finally:
        print("Thread A: Unlocking lock1...")
        lock1.release()

# 线程B持有锁2，需要锁1
def thread_b():
    lock2 = Lock()  # 防止死锁，这里线程B已经持有锁2，所以不会尝试获取锁1
    print("Thread B: Acquiring lock1...")
    try:
        lock1 = Lock()  # 获取锁1
        print("Thread B: Both locks acquired!")
        some_resource.shared_between_threads()  # 线程间共享资源
    except LockError:  # 防止死锁，这里锁2已经持有，所以不会尝试获取锁1
        print("Thread B: Deadlock avoided, unlocking lock1...")
        lock1.release()
    finally:
        print("Thread B: Unlocking lock2...")
        lock2.release()

# 创建线程并启动
thread_a = Thread(target=thread_a))
thread_b = Thread(target=thread_b))

thread_a.start()
thread_b.start()
```

2. **竞争条件**：多线程同时访问共享资源时，可能会发生数据不一致的情况。

3. **锁同步问题**：在对共享资源进行操作时，若锁的使用不当，可能导致死锁或活锁的问题。

4. **上下文切换开销**：每个线程都有自己的上下文，创建、销毁线程会带来一定的系统开销。

了解和解决这些问题，才能编写出健壮多线程Python程序。