一、了解鎖

應(yīng)用場景舉例描述： Lock 互斥鎖:舉例說明?有三個同事同時需要上廁所，但是只有一間廁所，將同事比作進(jìn)程，多個進(jìn)程并打搶占一個廁所，我們要保證順序優(yōu)先， 一個個來，那么就必須串行，先到先得，有人使用了，就鎖住，結(jié)束后剩余的人繼續(xù)爭搶

1、利用Lock來處理

模擬三個同事?lián)屨紟?/p>

from multiprocessing import Processfrom multiprocessing import Lockimport timeimport randomdef task1(p, lock): # 上鎖 lock.acquire() print(f’{p} 開始排泄’) time.sleep(random.randint(1, 3)) print(f’{p} 排泄結(jié)束’) # 解鎖 lock.release()def task2(p, lock): lock.acquire() print(f’{p} 開始排泄’) time.sleep(random.randint(1, 3)) print(f’{p} 排泄結(jié)束’) lock.release()def task3(p, lock): lock.acquire() print(f’{p} 開始排泄’) time.sleep(random.randint(1, 3)) print(f’{p} 排泄結(jié)束’) lock.release()if __name__ == ’__main__’: # 實例化一個鎖對象 mutex = Lock() # 將鎖以參數(shù)的形式傳入進(jìn)程對象 p1 = Process(target=task1, args=(’task1’, mutex,)) p2 = Process(target=task2, args=(’task2’, mutex,)) p3 = Process(target=task3, args=(’task3’, mutex,)) p1.start() p2.start() p3.start()

執(zhí)行結(jié)果：

# 輸出結(jié)果：三個進(jìn)程開始爭搶互斥鎖，先搶到的先執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)束后，釋放掉鎖，剩下的繼續(xù)爭搶task1 開始排泄task1 排泄結(jié)束task2 開始排泄task2 排泄結(jié)束task3 開始排泄task3 排泄結(jié)束

1、 注意：

互斥鎖在函數(shù)中，lock.acquire()上鎖一次就要lock.release()解鎖一次，在上鎖與解鎖之間寫需要執(zhí)行的代碼。 如果連續(xù)上鎖兩次以上，就會出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象，代碼將不繼續(xù)執(zhí)行下去。必須是鎖一次解一次。

2、 lock和join比較：

共同點------都可以把并行變成串行，保證了執(zhí)行順序 不同點------join是人為設(shè)定了順序，lock是讓其爭搶順序，保證了公平性2、利用反射，來優(yōu)化上面的代碼

上面的代碼雖然起到了先進(jìn)先出，一進(jìn)一出的效果，但是并不完美。總所周知，我們上廁所是誰先搶到誰先上，并不是說按照代碼里start()順序執(zhí)行。應(yīng)該由先搶占到的進(jìn)程限制性才更合理。

from multiprocessing import Processfrom multiprocessing import Lockimport timeimport randomimport sysdef task1(p, lock): # 上鎖 lock.acquire() print(f’{p} 開始打印’) time.sleep(random.randint(1, 3)) print(f’{p} 打印結(jié)束’) # 解鎖 lock.release()def task2(p, lock): lock.acquire() print(f’{p} 開始打印’) time.sleep(random.randint(1, 3)) print(f’{p} 打印結(jié)束’) lock.release()def task3(p, lock): lock.acquire() print(f’{p} 開始打印’) time.sleep(random.randint(1, 3)) print(f’{p} 打印結(jié)束’) lock.release()if __name__ == ’__main__’: slock = Lock() for i in range(1,4): p = Process(target=getattr(sys.modules[__name__], f’task{i}’), args=(f’task{i}’, slock)) p.start()

輸出結(jié)果：

task2 開始打印task2 打印結(jié)束task3 開始打印task3 打印結(jié)束task1 開始打印task1 打印結(jié)束

二、進(jìn)程并發(fā)控制 semaphore

semaphore（信號量）：用來控制對共享資源的訪問數(shù)量，可以控制同一時刻并發(fā)的進(jìn)程數(shù)信號量: 也是一把鎖，但是不保證數(shù)據(jù)安全性,同時開啟多個線程，但是規(guī)定了同時并發(fā)執(zhí)行的上限，后面走多少，進(jìn)多少。(用于控制并發(fā)數(shù)量)

1.多進(jìn)程控制示例（1）

# 舉例說明：一間廁所有5個坑位，最多只能同時有5個人上廁所，當(dāng)前時刻有20個人想上廁所，但是只能讓5個人進(jìn)去，然后出來多少個，才能進(jìn)去多少個上廁所# 從一個模塊引用多個功能的時候，用逗號隔開from threading import Semaphore, Thread, currentThreadimport timeimport randomsem = Semaphore(3) # 并發(fā)執(zhí)行數(shù)設(shè)置為5def task(): sem.acquire() print(f’{currentThread().name}’) time.sleep(random.randint(1,3)) sem.release()if __name__ == ’__main__’: for i in range(20):t = Thread(target=task)t.start()

執(zhí)行結(jié)果：首次并發(fā)量是3，后面先搶到鎖先執(zhí)行

Thread-1Thread-2Thread-3

Thread-4Thread-5

Thread-6Thread-7

Thread-8

Process finished with exit code 0

2.多進(jìn)程控制示例（2）

import multiprocessingimport timedef worker(s, i): s.acquire() print(time.strftime(’%Y-%m-%d %H:%M:%S’), multiprocessing.current_process().name + ' 搶占并獲得鎖，運行') time.sleep(i) print(time.strftime(’%Y-%m-%d %H:%M:%S’), multiprocessing.current_process().name + ' 運行結(jié)束，釋放鎖') s.release()if __name__ == ’__main__’: s = multiprocessing.Semaphore(2) for i in range(8):p = multiprocessing.Process(target=worker, args=(s, 1))p.start()

執(zhí)行結(jié)果：

在執(zhí)行結(jié)果輸出的終端，每阻塞一次，按下回車鍵，可以更加清晰的看出進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行。由下面執(zhí)行結(jié)果可以看出，同一時刻，有兩個進(jìn)程在執(zhí)行2021-05-18 22:50:37 Process-1 搶占并獲得鎖，運行2021-05-18 22:50:37 Process-2 搶占并獲得鎖，運行

2021-05-18 22:50:38 Process-1 運行結(jié)束，釋放鎖2021-05-18 22:50:38 Process-3 搶占并獲得鎖，運行2021-05-18 22:50:38 Process-2 運行結(jié)束，釋放鎖2021-05-18 22:50:38 Process-4 搶占并獲得鎖，運行

2021-05-18 22:50:39 Process-3 運行結(jié)束，釋放鎖2021-05-18 22:50:39 Process-5 搶占并獲得鎖，運行2021-05-18 22:50:39 Process-4 運行結(jié)束，釋放鎖2021-05-18 22:50:39 Process-6 搶占并獲得鎖，運行

2021-05-18 22:50:40 Process-5 運行結(jié)束，釋放鎖2021-05-18 22:50:40 Process-7 搶占并獲得鎖，運行2021-05-18 22:50:40 Process-6 運行結(jié)束，釋放鎖2021-05-18 22:50:40 Process-8 搶占并獲得鎖，運行

2021-05-18 22:50:41 Process-7 運行結(jié)束，釋放鎖2021-05-18 22:50:41 Process-8 運行結(jié)束，釋放鎖

Process finished with exit code 0

三、進(jìn)程同步之LOCK

多個進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，提高資源利用率，從而提高效率，但是有時候我們需要在某一時刻只能有一個進(jìn)程訪問某個共享資源的話，就需要使用鎖LOCK

1.不加LOCK的示例

import multiprocessingimport timedef task1(): n = 4 while n > 1:print(f’{time.strftime('%Y-%M-%d %H:%M:%S')} task1 輸出信息’)time.sleep(1)n -= 1def task2(): n = 4 while n > 1:print(f’{time.strftime('%Y-%M-%d %H:%M:%S')} task2 輸出信息’)time.sleep(1)n -= 1def task3(): n = 4 while n > 1:print(f’{time.strftime('%Y-%M-%d %H:%M:%S')} task3 輸出信息’)time.sleep(1)n -= 1if __name__ == ’__main__’: p1 = multiprocessing.Process(target=task1) p2 = multiprocessing.Process(target=task2) p3 = multiprocessing.Process(target=task3) p1.start() p2.start() p3.start()

執(zhí)行結(jié)果：

2021-59-18 22:59:46 task1 輸出信息2021-59-18 22:59:46 task2 輸出信息2021-59-18 22:59:46 task3 輸出信息

2021-59-18 22:59:47 task1 輸出信息2021-59-18 22:59:47 task2 輸出信息2021-59-18 22:59:47 task3 輸出信息

2021-59-18 22:59:48 task1 輸出信息2021-59-18 22:59:48 task2 輸出信息2021-59-18 22:59:48 task3 輸出信息

Process finished with exit code 0

2.加上LOCK的示例

有兩種加鎖方式：首先將 lock = multiprocessing.Lock() 生成鎖對象lock

with lock: with會在執(zhí)行前啟動lock，在執(zhí)行結(jié)束后關(guān)閉lock lock.acquire() … lock.release() : 注意，這倆必須是一個接一個的對應(yīng)關(guān)系

import multiprocessingimport timedef task1(lock): with lock:n = 4while n > 1: print(f’{time.strftime('%Y-%M-%d %H:%M:%S')} task1 輸出信息’) time.sleep(1) n -= 1def task2(lock): lock.acquire() n = 4 while n > 1:print(f’{time.strftime('%Y-%M-%d %H:%M:%S')} task2 輸出信息’)time.sleep(1)n -= 1 lock.release()def task3(lock): lock.acquire() n = 4 while n > 1:print(f’{time.strftime('%Y-%M-%d %H:%M:%S')} task3 輸出信息’)time.sleep(1)n -= 1 lock.release()if __name__ == ’__main__’: lock = multiprocessing.Lock() p1 = multiprocessing.Process(target=task1, args=(lock,)) p2 = multiprocessing.Process(target=task2, args=(lock,)) p3 = multiprocessing.Process(target=task3, args=(lock,)) p1.start() p2.start() p3.start()

執(zhí)行結(jié)果

2021-11-18 23:11:37 task1 輸出信息

2021-11-18 23:11:38 task1 輸出信息

2021-11-18 23:11:39 task1 輸出信息

2021-11-18 23:11:40 task2 輸出信息

2021-11-18 23:11:41 task2 輸出信息

2021-11-18 23:11:42 task2 輸出信息

2021-11-18 23:11:43 task3 輸出信息

2021-11-18 23:11:44 task3 輸出信息

2021-11-18 23:11:45 task3 輸出信息

Process finished with exit code 0

到此這篇關(guān)于python實現(xiàn)多進(jìn)程并發(fā)控制Semaphore與互斥鎖LOCK的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python 多進(jìn)程Semaphore與LOCK內(nèi)容請搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！