Python中的Rlock使用详解

Python中的Rlock使用详解

在多线程编程中，使用锁（Lock）是常见的同步机制，它可以防止多个线程同时访问共享资源，从而避免数据竞争和不一致的问题。Python 提供了 threading 模块，其中包括了 RLock （可重入锁）类，用于解决多个锁的嵌套问题。

RLock 与普通锁（Lock）的区别在于，RLock 允许同一个线程多次获得同一个锁。当线程第一次获得锁时，它变成锁的拥有者，此后该线程可以再次获得该锁而不会阻塞；当线程释放锁时，如果该线程还有其他未释放的锁，只有全部释放了才会真正将锁释放给其他 线程。

下面我们通过一些示例代码来展示如何在 Python 中使用 RLock。

示例代码

示例 1：基本使用

import threading

# 创建一个 RLock 对象
lock = threading.RLock()

def f():
    # 第一次获取锁
    with lock:
        print(f"[{threading.currentThread().getName()}] Lock acquired first time")
        # 第二次获取锁
        with lock:
            print(f"[{threading.currentThread().getName()}] Lock acquired second time")
    # 锁已全部释放
    print(f"[{threading.currentThread().getName()}] Lock released")

# 启动一个线程
t = threading.Thread(target=f)
t.start()
t.join()

执行结果：

[Thread-1] Lock acquired first time
[Thread-1] Lock acquired second time
[Thread-1] Lock released

示例 2：在类中使用 RLock

import threading

class GeekDocs:
    def __init__(self):
        self.lock = threading.RLock()
        self.data = 0

    def update(self):
        with self.lock:
            print(f"[{threading.currentThread().getName()}] Lock acquired")
            self.data += 1
            print(f"[{threading.currentThread().getName()}] Data updated to {self.data}")
        print(f"[{threading.currentThread().getName()}] Lock released")

# 创建 GeekDocs 实例
doc = GeekDocs()

# 更新数据的线程函数
def update_data():
    for _ in range(3):
        doc.update()

# 启动两个线程
t1 = threading.Thread(target=update_data)
t2 = threading.Thread(target=update_data)
t1.start()
t2.start()

t1.join()
t2.join()

执行结果：

[Thread-1] Lock acquired
[Thread-1] Data updated to 1
[Thread-1] Lock released
[Thread-1] Lock acquired
[Thread-1] Data updated to 2
[Thread-1] Lock released
[Thread-1] Lock acquired
[Thread-1] Data updated to 3
[Thread-1] Lock released
[Thread-2] Lock acquired
[Thread-2] Data updated to 4
[Thread-2] Lock released
[Thread-2] Lock acquired
[Thread-2] Data updated to 5
[Thread-2] Lock released
[Thread-2] Lock acquired
[Thread-2] Data updated to 6
[Thread-2] Lock released

示例 3：RLock 与 Lock 的区别

import threading

# 创建一个 Lock 和一个 RLock 对象
lock = threading.Lock()
rlock = threading.RLock()

def f1():
    # 尝试两次获取 Lock，将会死锁
    with lock:
        print(f"[{threading.currentThread().getName()}] Lock acquired first time")
        with lock:
            print(f"[{threading.currentThread().getName()}] Lock acquired second time")

def f2():
    # 尝试两次获取 RLock，不会死锁
    with rlock:
        print(f"[{threading.currentThread().getName()}] RLock acquired first time")
        with rlock:
            print(f"[{threading.currentThread().getName()}] RLock acquired second time")

# 使用 Lock，将会发生死锁，第二次获取锁时会一直等待
# t1 = threading.Thread(target=f1)
# t1.start()
# t1.join()

# 使用 RLock，不会发生死锁
t2 = threading.Thread(target=f2)
t2.start()
t2.join()

执行结果：

[Thread-1] RLock acquired first time
[Thread-1] RLock acquired second time

请注意，代码中第一个函数 f1 使用 Lock 会产生死锁，因此我们将其注释掉了。第二个函数 f2 使用 RLock，它可以被同一个线程多次获取，因此不会死锁。

通过上面的示例，我们可以看到使用 RLock 能够在多线程环境中更加灵活地处理锁的嵌套问题。在编写多线程程序时，合理使用 RLock 可以避免死锁，并保证程序的正确性。