Python 线程加锁：范围越小越好，但这真的总是对的吗？

python线程中加锁范围越小越好

问题说明

在python线程中，使用锁保证多个线程对共享数据的并发访问时，加锁的范围是一个重要的问题，是将锁放在循环外面还是里面。

对比两种情况

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把锁放在循环外面：

• 代码如下：

from threading import thread, lock
import time

num = 0

mutex = lock()  # 创建一把互斥锁

def test1():
    for i in range(1000000):
        # 上锁
        mutex.acquire()
        num += 1
        # 解锁
        mutex.release()


def test2():
    for i in range(1000000):
        # 上锁
        mutex.acquire()
        num += 1
        # 解锁
        mutex.release()

if __name__ == "__main__":
    start_time = time.time()  # 开始时间

    p1 = thread(target=test1)
    p1.start()
    p2 = thread(target=test2)
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()

    end_time = time.time()  # 结束时间
    print("运行时间：%.2fs" % (end_time - start_time))

• 特点：加锁范围大，整个循环体都被锁住了。
• 优点：简单易实现，可以保证共享数据的原子性。
• 缺点：效率较低，因为整个循环都会被阻塞，导致其他线程无法访问共享数据。

把锁放在for里面：

• 代码如下：

from threading import Thread, Lock
import time

num = 0

mutex = Lock()  # 创建一把互斥锁

def test1():
    for i in range(1000000):
        if mutex.acquire(False):  # 尝试获取锁，成功则返回True，否则返回False
            num += 1
            mutex.release()  # 释放锁

def test2():
    for i in range(1000000):
        if mutex.acquire(False):  # 尝试获取锁，成功则返回True，否则返回False
            num += 1
            mutex.release()  # 释放锁

if __name__ == "__main__":
    start_time = time.time()  # 开始时间

    p1 = Thread(target=test1)
    p1.start()
    p2 = Thread(target=test2)
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()

    end_time = time.time()  # 结束时间
    print("运行时间：%.2fs" % (end_time - start_time))

• 特点：加锁范围小，只有对共享数据的操作时才会加锁。
• 优点：效率较高，只有需要时才加锁，其他时间线程可以并行运行。
• 缺点：实现起来较复杂，需要对代码进行较多的改动。

选择建议

根据实际需求来选择加锁范围。

• 如果需要保证数据绝对的原子性，可以将锁放在循环外面。
• 如果效率是首要考虑因素，可以将锁放在for里面。

常见的错误

• 无锁：不使用锁对共享数据并发访问，会导致数据不一致。
• 死锁：多个线程相互等待释放锁，导致程序无法继续执行。