进程的同步与互斥

同步和互斥

临界资源

对多个进程或者线程都可见的资源，容易产生争夺，这类资源称为临界资源

临界区

对临界资源进行操作的代码区域称为临界区

解决资源争夺

同步或者互斥

同步

同步是一种合作关系，为完成某种任务，多进程或者多线程之间形成一种协调，按照约定或条件执行操作临界资源。

互斥

互斥是一种制约关系，当一个进程或者线程使用临界资源时进行上锁处理，当另一个进程使用时会阻塞等待，直到解锁后才能继续使用。

进程同步机制

事件

通过设置阻塞，方便对临界资源进行操作

事件基本函数

from multiprocessing import Event

#创建事件对象
e = Event（）

# 设置事件阻塞，直到e被set之后才结束阻塞
e.wait([timeout])

# 事件设置 当事件被设置后e.wait()不再阻塞
e.set()

# 事件状态判断，判断e是否被设置的状态
e.is_set()

# 清除设置 当事件设置被clear后 e.wait又会阻塞
e.clear()

事件实现示例

# event.py
from multiprocessing import Event,Process
import os
from time import sleep

def fun1():
    print('进程1想要操作临界区')
    
    # 进入阻塞状态
    e.wait()

    with open('file.txt') as f:
        print('进程1:',f.read())

def fun2():
    print('进程2也要操作临界区')

    # 2s后不在阻塞
    e.wait(2)

    if e.is_set():
        with open('file.txt') as f:
            print('进程2:',f.read())
    else:
        print('我靠，我没读到内容')

# 创建事件对象
e = Event()

p1 = Process(target = fun1)
p2 = Process(target = fun2)
p1.start()
p2.start()

sleep(3)

with open('file.txt','w') as f:
    f.write('I love China')

# 设置后e.wait()不再阻塞
e.set()

p1.join()
p2.join()

锁

acquire()为一个条件阻塞函数,当有任意一个进程先进行了acquire操作后,其他进程再企图进行acquire操作时就会阻塞,直到lock对象被release后其他进程才可进行下一次acquire操作

锁基本函数

# 创建锁对象
lock = Lock() 

# 上锁，如果锁已经是上锁状态调用此函数会阻塞
lock.acquire() 

# 解锁
lock.release() 

# 实现加锁解锁
with lock

锁实现示例

# lock.py
from multiprocessing import Lock,Process
import sys

def fun1():
    # 加锁
    lock.acquire()
    for i in range(10):
        sys.stdout.write('fun1\n')
    # 解锁
    lock.release()

def fun2():
    # 加锁
    # lock.acquire()
    with lock:
        for i in range(10):
            sys.stdout.write('fun2\n')
    # 解锁
    # lock.release()

# 创建锁对象
lock = Lock()

p1 = Process(target = fun1)
p2 = Process(target = fun2)

p1.start()
p2.start()

p1.join()
p2.join()