Question

我在python文档中读到Queue.Queue（）是一种在不同线程之间传递变量的安全方法。我真的不知道多线程存在安全问题。对于我的应用程序，我需要使用可以从多个不同线程访问的变量开发多个对象。现在我只是让线程直接访问对象变量。我不会在这里显示我的代码，因为它的方式太多了，但这是一个展示我正在做的事情的例子。

from threading import Thread
import time
import random

class switch:
    def __init__(self,id):
        self.id=id
        self.is_on = False

    def self.toggle():
        self.is_on = not self.is_on

switches = []
for i in range(5):
switches[i] = switch(i)

def record_switch():
    switch_record = {}
    while True:
        time.sleep(10)
        current = {}
        current['time'] = time.srftime(time.time())
        for i in switches:
            current[i.id] = i.is_on
        switch_record.update(current)

def toggle_switch():
    while True:
        time.sleep(random.random()*100)
        for i in switches:
            i.toggle()

toggle = Thread(target=toggle_switch(), args = ())
record = Thread(target=record_switch(), args = ())

toggle.start()
record.start()

据我所知，队列对象只能用于放置和获取值，这显然不适合我。这就是我在这里＆＃34;安全＆＃34;？如果没有，我该如何编程，以便我可以安全地从多个不同的线程访问变量？

Answer 1

每当你有线程修改其他线程可以看到的值时，你就会遇到安全问题。担心的是，当另一个线程正在修改它时，线程将尝试修改一个值，该线程具有风险和未定义的行为。所以不，你的切换切换代码不安全。

重要的是要知道改变变量的值不能保证原子。如果某个操作是原子操作，则意味着操作将始终在一个不间断的步骤中发生。（这与数据库定义略有不同。）更改变量值（尤其是列表值）通常可以在处理器级别上执行多个步骤。当您使用线程时，所有这些步骤都不能保证在另一个线程开始工作之前一次完成。当线程B突然接管时，线程A完全有可能在改变变量x的中途。然后，如果线程B尝试读取变量x，它将不会找到正确的值。更糟糕的是，如果线程B尝试修改变量x，而线程A在做同样的事情的过程中，可能会发生不好的事情。 每当你有一个值可以某种方式改变的变量时，所有对它的访问都需要成为线程安全的。

如果您要修改变量而不是传递消息，那么您应该使用Lock对象。

在您的情况下，您在顶部有一个全局Lock对象：

from threading import Lock

switch_lock = Lock()

然后，您将使用acquire和release函数包围关键代码段。

    for i in switches:
        switch_lock.acquire()
        current[i.id] = i.is_on
        switch_lock.release()

    for i in switches:
        switch_lock.acquire()
        i.toggle()
        switch_lock.release()

一次只能有一个线程获得一个锁（无论如何都是这种锁）。当任何其他线程尝试时，它们将被阻止并等待锁再次释放。因此，通过在代码的关键部分放置锁定，您可以使多个线程无法随时查看或修改给定的开关。你可以把它放在你希望一次保留为一个线程的任何代码中。

编辑：正如martineau所指出的，如果你使用的是拥有它的Python版本，那么锁与with语句很好地集成在一起。如果发生异常，这具有自动解锁的额外好处。因此，您可以执行此操作，而不是上述acquire和release系统：

    for i in switches:
        with switch_lock:
            i.toggle()

如何在python中的线程之间安全地传递变量值

1 个答案: