Python 同步编程167

在计算机科学中，同步编程是指多个进程或线程按照预先定义的顺序执行。在同步编程模型中，每个进程或线程都必须等待其他进程或线程完成其任务，然后再执行自己的任务。这与异步编程形成对比，在异步编程中，进程或线程可以独立于其他进程或线程执行其任务。

Python 是一种支持同步编程的语言。通过使用诸如锁、信号量和条件变量之类的原语，可以实现进程或线程之间的同步。这些原语允许进程或线程在执行特定任务之前等待其他进程或线程。

锁

锁是一种同步原语，它允许进程或线程独占访问共享资源。当一个进程或线程持有锁时，其他进程或线程将被阻止访问该资源，直到锁被释放。Python 中的锁可以通过以下方式创建：```python
import threading
lock = ()
```

要获取锁，可以使用 () 方法：```python
()
```

释放锁可以使用 () 方法：```python
()
```

使用锁可以防止多个进程或线程同时访问共享资源，从而避免数据损坏和不一致。

信号量

信号量是一种同步原语，它允许限制对共享资源的并发访问。信号量有一个计数器，该计数器表示可以同时访问共享资源的进程或线程的最大数量。当计数器达到零时，其他进程或线程将被阻止访问共享资源，直到计数器增加。

Python 中的信号量可以通过以下方式创建：```python
import threading
semaphore = (5)
```

要获取信号量，可以使用 () 方法：```python
()
```

释放信号量可以使用 () 方法：```python
()
```

使用信号量可以限制对共享资源的并发访问，从而提高性能和可扩展性。

条件变量

条件变量是一种同步原语，它允许进程或线程等待特定条件发生。条件变量有一个与之关联的锁和一个条件。

要使用条件变量，首先需要获取与该条件变量关联的锁。然后，可以调用 () 方法来等待条件发生。当条件发生时，() 方法将返回，并且可以释放锁。

要唤醒等待条件发生的进程或线程，可以使用 () 方法或 condition.notify_all() 方法。这些方法会将等待条件发生的进程或线程添加到运行队列中。

条件变量可以用于实现各种同步模式，例如生产者-消费者模式和读者-写者模式。

示例

以下是一个使用锁来同步对共享资源访问的示例：```python
import threading
class SharedResource:
def __init__(self):
= ()
= 0
def increment(self):
with :
+= 1
def worker(shared_resource):
for i in range(100000):
()
if __name__ == "__main__":
shared_resource = SharedResource()
# 创建并启动 10 个线程来并发访问共享资源
threads = []
for i in range(10):
thread = (target=worker, args=(shared_resource,))
(thread)
()
# 等待所有线程完成
for thread in threads:
()
# 打印共享资源的最终值
print()
```