python互斥锁

互斥锁

进程之间数据隔离, 可是多个进程能够共享同一块数据，好比共享同一套文件系统,因此访问同一个文件,或同一个打印终端,是没有问题的，而共享带来的是竞争，竞争带来的结果就是错乱，以下

from multiprocessing import Process
import time
import os

def task(name):
    print('%s 上厕所 [%s]' %(name ,os.getpid()))
    time.sleep(1)
    print('%s 上完厕所 [%s]' %(name ,os.getpid()))


if __name__ == '__main__':
    for i in range(3):
        p=Process(target=task, args=('进程%s' %i,))
        p.start()

----------输出结果
进程2 上厕所 [8076]
进程0 上厕所 [5176]
进程1 上厕所 [2100]
进程2 上完厕所 [8076]
进程0 上完厕所 [5176]
进程1 上完厕所 [2100]

如何控制，就是加锁处理。而互斥锁的意思就是互相排斥，若是把多个进程比喻为多我的，互斥锁的工做原理就是多我的都要去争抢同一个资源：卫生间，一我的抢到卫生间后上一把锁，

其余人都要等着，等到这个完成任务后释放锁，其余人才有可能有一个抢到......因此互斥锁的原理，就是把并发改为串行，下降了效率，但保证了数据安全不错乱　　

from multiprocessing import Process, Lock
import time
import os

def task(name,mutex):
    mutex.acquire()
    print('%s 上厕所 [%s]' %(name ,os.getpid()))
    time.sleep(1)
    print('%s 上完厕所 [%s]' %(name ,os.getpid()))
    mutex.release()


if __name__ == '__main__':
    mutex = Lock()
    for i in range(3):
        p=Process(target=task, args=('进程%s' %i,mutex))
        p.start()

----输出结果
进程0 上厕所 [5340]
进程0 上完厕所 [5340]
进程1 上厕所 [7796]
进程1 上完厕所 [7796]
进程2 上厕所 [7860]
进程2 上完厕所 [7860]

　　

模拟抢票练习

多个进程共享同一文件，咱们能够把文件当数据库，用多个进程模拟多我的执行抢票任务

# db.txt
# {"count": 2}

from multiprocessing import Process,Lock
import json
import time
import os

def query_ticket(name):
    time.sleep(1)
    with open('db.txt','r',encoding="utf-8") as f:
        d = json.load(f)
        print('[%s] 查看到剩余票数 [%s]'% (name, d['count']))

def buy_ticket(name):
    time.sleep(1)
    with open('db.txt','r', encoding="utf-8") as f:
        d = json.load(f)
        if d.get('count') >0 :
            d['count'] -= 1
            time.sleep(1)
            json.dump(d, open('db.txt','w',encoding='utf-8'))
            print('<%s> 购票成功' % name)
        else:
            print('没有多余的票，<%s> 购票失败' % name)

def task(name,mutex):
    query_ticket(name)
    mutex.acquire()
    buy_ticket(name)
    mutex.release()

if __name__ == '__main__':
    mutex = Lock()
    print('开始抢票了……')
    for i in range(5):
        p = Process(target=task, args=('进程%s' %i,mutex))
        p.start()

　　

 输出结果

开始抢票了……
[进程0] 查看到剩余票数 [2]
[进程1] 查看到剩余票数 [2]
[进程2] 查看到剩余票数 [2]
[进程4] 查看到剩余票数 [2]
[进程3] 查看到剩余票数 [2]
<进程0> 购票成功
<进程1> 购票成功
没有多余的票，<进程2> 购票失败
没有多余的票，<进程4> 购票失败
没有多余的票，<进程3> 购票失败

　　

　　

互斥锁与join

使用join能够将并发变成串行，互斥锁的原理也是将并发变成串行，那咱们直接使用join就能够了啊，为什么还要互斥锁

from multiprocessing import Process,Lock
import json
import time

def query_ticket(name):
    time.sleep(1)
    with open('db.txt','r',encoding="utf-8") as f:
        d = json.load(f)
        print('[%s] 查看到剩余票数 [%s]'% (name, d['count']))


def buy_ticket(name):
    time.sleep(1)
    with open('db.txt','r', encoding="utf-8") as f:
        d = json.load(f)
        if d.get('count') > 0 :
            d['count'] -= 1
            time.sleep(1)
            json.dump(d, open('db.txt','w',encoding='utf-8'))
            print('<%s> 购票成功' % name)
        else:
            print('没有多余的票，<%s> 购票失败' % name)

def task(name):
    query_ticket(name)
    buy_ticket(name)

if __name__ == '__main__':
    print('开始抢票了……')
    for i in range(5):
        p = Process(target=task, args=('进程%s' % i,))
        p.start()
        p.join()

----------------输出结果--------------
开始抢票了……
[进程0] 查看到剩余票数 [2]
<进程0> 购票成功
[进程1] 查看到剩余票数 [1]
<进程1> 购票成功
[进程2] 查看到剩余票数 [0]
没有多余的票，<进程2> 购票失败
[进程3] 查看到剩余票数 [0]
没有多余的票，<进程3> 购票失败
[进程4] 查看到剩余票数 [0]
没有多余的票，<进程4> 购票失败

发现使用join将并发改为穿行，确实能保证数据安全，但问题是连查票操做也变成只能一个一我的去查了，很明显你们查票时应该是并发地去查询而无需考虑数据准确与否，

此时join与互斥锁的区别就显而易见了，join是将一个任务总体串行，而互斥锁的好处则是能够将一个任务中的某一段代码串行，好比只让task函数中的buy_ticket任务串行

def task(name,mutex):
    query_ticket(name)
    mutex.acquire()
    buy_ticket(name)
    mutex.release()

总结

加锁能够保证多个进程修改同一块数据时，同一时间只能有一个任务能够进行修改，即串行地修改，没错，速度是慢了，但牺牲了速度却保证了数据安全。

虽然能够用文件共享数据实现进程间通讯，但问题是：

一、效率低（共享数据基于文件，而文件是硬盘上的数据）

二、须要本身加锁处理

所以咱们最好找寻一种解决方案可以兼顾：

一、效率高（多个进程共享一块内存的数据）

二、帮咱们处理好锁问题。

这就是mutiprocessing模块为咱们提供的基于消息的IPC通讯机制：队列和管道。

队列和管道都是将数据存放于内存中，而队列又是基于（管道+锁）实现的，可让咱们从复杂的锁问题中解脱出来，于是队列才是进程间通讯的最佳选择。