Python 条件变量|极客教程

Python 条件变量

在Python中，条件变量（condition variable）是一种多线程编程中常用的同步机制，用于实现多个线程之间的协调和通信。条件变量通常与锁（Lock）一起使用，用于在某些条件被满足时让线程进入等待状态，直到另一个线程通知它继续执行。

什么是条件变量

条件变量是Python标准库中threading模块提供的一种同步机制。它基于一个锁和一个变量组成，用于在线程间建立一种协调机制。条件变量通常用于多线程之间的协调和通信，可以实现线程的等待和唤醒。

在条件变量中，有两个重要的概念：

锁（Lock）：用于保护条件变量的访问和修改，避免多个线程同时修改条件变量造成数据竞争。
变量（Condition）：用于存储并发数据共享状态的变量。

条件变量通常使用wait()、notify()和notify_all()等方法来实现线程之间的等待和唤醒操作。

使用条件变量

下面是一个使用条件变量的示例代码，其中有两个线程，一个生产者线程往队列中添加数据，一个消费者线程从队列中取出数据。

import threading
import time

# 定义一个最大容量为5的队列
queue = []
MAX_SIZE = 5
lock = threading.Lock()
condition = threading.Condition(lock)

# 生产者线程
def producer():
    while True:
        with condition:
            while len(queue) >= MAX_SIZE:
                print("队列已满，等待消费者消费...")
                condition.wait()
            element = time.time()
            queue.append(element)
            print("生产者生产了一个元素: %s" % element)
            condition.notify()
        time.sleep(1)

# 消费者线程
def consumer():
    while True:
        with condition:
            while len(queue) == 0:
                print("队列为空，等待生产者生产...")
                condition.wait()
            element = queue.pop(0)
            print("消费者消费了一个元素: %s" % element)
            condition.notify()
        time.sleep(2)

# 启动生产者和消费者线程
producer_thread = threading.Thread(target=producer)
consumer_thread = threading.Thread(target=consumer)
producer_thread.start()
consumer_thread.start()

在这段代码中，我们使用一个条件变量condition来实现生产者线程和消费者线程之间的同步。其中，生产者线程通过condition.wait()方法等待队列不满的条件，消费者线程通过condition.wait()方法等待队列不为空的条件。当其中一个条件满足时，通过condition.notify()方法通知另一个线程继续执行。

运行结果

当我们运行上述代码时，可以看到生产者线程和消费者线程之间的协作，生产者生产元素并将其放入队列中，消费者从队列中取出元素进行消费。

生产者生产了一个元素: 1631540634.6652
生产者生产了一个元素: 1631540635.668083
消费者消费了一个元素: 1631540634.6652
生产者生产了一个元素: 1631540636.671591
生产者生产了一个元素: 1631540637.6729548
消费者消费了一个元素: 1631540635.668083
生产者生产了一个元素: 1631540638.674893
生产者生产了一个元素: 1631540639.7266285
消费者消费了一个元素: 1631540636.671591