python多线程-Semaphore(信号对象)

最新推荐文章于 2025-07-02 09:36:27 发布

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本文详细介绍了Python中Semaphore对象的工作原理，包括其计数器管理、acquire和release方法的使用，以及如何通过示例代码展示线程间的同步机制。

Semaphore(value=1)

Semaphore对象内部管理一个计数器，该计数器由每个acquire()调用递减，并由每个release()调用递增。计数器永远不会低于零，当acquire()发现计数器为零时，线程阻塞，等待其他线程调用release()。
Semaphore对象支持上下文管理协议。
方法：
acquire(blocking=True, timeout=None)
获取信号。
当blocking=True时：如果调用时计数器大于零，则将其减1并立即返回。如果在调用时计数器为零，则阻塞并等待，直到其他线程调用release()使其大于零。这是通过适当的互锁来完成的，因此如果多个acquire()被阻塞，release()将只唤醒其中一个，这个过程会随机选择一个，因此不应该依赖阻塞线程的被唤醒顺序。
返回值为True。
当blocking=False时，不会阻塞。如果调用acquire()时计数器为零，则会立即返回False.
如果设置了timeout参数，它将阻塞最多timeout秒。如果在该时间段内没有获取锁，则返回False，否则返回True。

release()
释放信号，使计数器递增1。当计数器为零并有另一个线程等待计数器大于零时，唤醒该线程。

BoundedSemaphore(value=1)

实现有界信号对象。有界信号对象确保计数器不超过初始值value，否则抛出ValueError。
大多数情况下，该对象用于保护有限容量的资源。

栗子：

# -*- coding:utf-8 -*-
import threading
import time


sem = threading.Semaphore(3)


class DemoThread(threading.Thread):

    def run(self):
        print('{0} is waiting semaphore.'.format(self.name))
        sem.acquire()
        print('{0} acquired semaphore({1}).'.format(self.name, time.ctime()))
        time.sleep(5)
        print('{0} release semaphore.'.format(self.name))
        sem.release()


if __name__ == '__main__':
    threads = []
    for i in range(4):
        threads.append(DemoThread(name='Thread-' + str(i)))

    for t in threads:
        t.start()

    for t in threads:
        t.join()

运行结果：

Thread-0 is waiting semaphore.
Thread-0 acquired semaphore(Thu Oct 25 20:33:18 2018).
Thread-1 is waiting semaphore.
Thread-1 acquired semaphore(Thu Oct 25 20:33:18 2018).
Thread-2 is waiting semaphore.
Thread-2 acquired semaphore(Thu Oct 25 20:33:18 2018).
Thread-3 is waiting semaphore.
Thread-0 release semaphore.
Thread-3 acquired semaphore(Thu Oct 25 20:33:23 2018).
Thread-1 release semaphore.
Thread-2 release semaphore.
Thread-3 release semaphore.

可以看到Thread-3是在Thread-0释放后才获得信号对象。

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