python线程间的同步（生产者、消费者）

最新推荐文章于 2024-08-13 23:16:19 发布

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分类专栏： python 文章标签：线程同步 python 生产者、消费者条件变量同步

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本文探讨了Python中线程间的同步问题，重点关注生产者和消费者的条件变量同步。通过详细的问题说明、方法步骤及代码实例，展示了如何在多线程环境下实现有效的数据共享和控制流程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

生产者、消费者（条件变量同步）

问题说明

	生产者消费者问题（英语：Producer-consumer problem），也称有限缓冲问题（英语：Bounded-buffer problem），是一个多线程同步问题的经典案例。
	该问题描述了两个共享固定大小缓冲区的线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，消费者也在缓冲区消耗这些数据然后重复此过程。
	该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据
	![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190814082436923.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDQyMzY5OA==,size_16,color_FFFFFF,t_70)

方法步骤

1.创建一个共享区，共享区的容量为10（使用整型count变量模拟）
2.2个生产者，每个生产者消耗随机的时间单位生产1件商品并放入共享区（count自增1模拟），当共享区已满，生产者停止放入共享区，线程进入block阻塞状态，等待消费者线程唤醒。
3.5个消费者，每个消费者使用随机的时间单位每次从共享区获取1件商品（count自减1模拟），当共享区已空，消费者停止从共享区获取，线程进入block阻塞状态，等待生产者线程唤醒。

代码实例

#生产者、消费者（条件变量同步）

#引入模块
import threading
import time
import random

count = 0   #共享区变量(只有一个共享区，定义在两个类外面，用global调用)
condition = threading.Condition()     #创建条件对象
#生产者线程类
class Producer(threading.Thread):
    # 重写构造方法
    def __init__(self,name):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.__name = name
        pass
    # 重写run方法
    def run(self):
        global count      #引用全局变量
        while True:
            # 使用条件对象获取锁并锁定
            if condition.acquire():
                #判断共享区是否已满
                if count >= 10:
                    print("共享区域已满，生产者线程进入阻塞Block状态，停止放入！")
                    condition.wait()     #此线程进入阻塞状态
                else:
                    count += 1     #共享变量自增1
                    msg = time.ctime() + '' + self.name + "生产了1件商品放入共享区，共享区总计商品个数：" + str(count)
                    print(msg)
                    condition.notify()     #唤醒其他阻塞状态的线程（此处为唤醒消费者线程）
                condition.release()      #解除锁定
                time.sleep(random.randrange(10))     #随即休眠一段时间（n秒）
    pass
#消费者线程类
class Customer(threading.Thread):
    #重写构造方法
    def __init__(self,name):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.__name = name
        pass
    #重写run方法
    def run(self):
        global count     #引用全局变量
        while True:
            #使用条件对象获取锁并锁定
            if condition.acquire():
                # 判断共享区是否已空
                if count < 1:
                    print("共享区已空，消费者线程进入阻塞状态，停止获取！")
                    condition.wait()    #此线程进入阻塞状态
                else:
                    count -= 1    #共享变量自减1
                    msg = time.ctime() + '' + self.name + '消费了1件商品，共享区总计商品个数：' + str(count)
                    print(msg)
                    condition.notify()    #唤醒其他阻塞状态的线程（此处为唤醒生产者线程）
                condition.release()    #解除锁定
                time.sleep(random.randrange(10))     #随即休眠一段时间（n秒）
#脚本程序入口
if __name__ == "__main__":
    for i in range(2):
        p = Producer('生产者-' + str(i+1))
        p.start()
    for i in range(5):
        c = Customer('消费者-' + str(i+1))
        c.start()

本文仅供参考，是多线程同步问题（条件变量同步）的实例！