java - 如何理解自旋鎖和互斥鎖?
给我你的怀抱
给我你的怀抱 2017-06-14 10:51:20
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網路上的文章看了很多還是很迷茫,誰能通俗易懂的給我解釋一下這兩個概念啊?

我在python多執行緒編碼中一般都是在線程的run方法中用while True死循環,然後在死循環的循環體末尾調用queue.task_done移除該隊列,然後在主線程調用queue的join方法阻塞主線程,防止主線程直接結束,請問我這種多線程編碼方式是否合理?會不會有什麼bug?另外請問一下我在run中呼叫死循環是不是就叫自旋鎖?

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全部回覆 (3)
小葫芦

首先要了解什麼是互斥鎖,互斥鎖代表的意思是什麼,
就是在兩個執行緒A,B 存取同一塊記憶體的時侯。
理想情況下我們的執行順序應該是A 完全執行完後,B來執行
但是,執行是有佔用CPU指令時間的,如果不用任何機制的話,當A執行到一半時,B佔用了CPU,B去處理這段內存,然後B執行完畢,A再得到CPU,內存資料不就出錯了嗎?
為了記憶體的資料安全。就採用了一種互斥的技術,A訪問這段內存的時候,首先判斷這段內存有沒有在使用中的標誌(取個名字叫做鎖),沒有的話對這段內存加一個標誌(鎖) ,然後A在處理這段內存,A處理完了解鎖。如果在A處理記憶體這個時候B來存取的話,B看到這段記憶體有使用中的標誌(鎖)了,B可以有好幾種行為。行為一:佔用CPU。不斷循環並測試鎖的狀態,執行緒不會掛起(睡眠),處於忙等狀態,採用這種行為的鎖叫做自旋鎖。行為二:線程B休眠阻塞,放棄CPU,直到A執行完了,鎖沒了,再使用記憶體。這種行為叫做互斥鎖。看到這裡你大概也明白了,鎖就是實現互斥作用的同步機制。自旋鎖就是互斥鎖的情況(等待的時候會佔用CPU的互斥鎖)罷了。
不要被名稱誤導。要了解背後的機制,換個名字也要明白,
參考連結 連結描述

    过去多啦不再A梦

    1.Python多線程run方法的中使用while循環時,如果在循環體沒有使用停止程序機制,會一直運行下去.因此樓主如果想讓編碼方式得當,可以使用信號量或者其他變量機制通知循環體停止,或判斷隊列是否為空,若為空,直接break,退出循環.

    2.run中的死循環不是自旋鎖,假如循環體內有資源競爭,給加了個鎖,但這種鎖也是互斥鎖.
    python的鎖使用的是信號量semaphore,不是spinlock.

    // https://svn.python.org/projects/python/trunk/Python/thread_atheos.h static int fastmutex_lock(fastmutex_t * mutex) { atomic_t prev = atomic_add(&mutex->count, 1); if (prev > 0) return lock_semaphore(mutex->sem); return 0; }

    自旋鎖:多執行緒同時存取同一個資源,為防止資源的讀取修改不一致設定的一種鎖,如果執行緒存取資源時,已經有執行緒佔有資源,那麼後者執行緒會等待目前執行緒釋放資源,此時後者(不休眠)一直運行CPU檢測前者佔有資源是否釋放,這種後者存取並一直檢測資源佔有的機制就是自旋鎖.

    互斥鎖:目的和自旋鎖一樣,但機制不一樣,當執行緒佔用資源後,加上鎖,後者執行緒存取時,由於資源被佔有,轉入休眠(sleep)狀態,等資源被釋放後,透過信號量通知排隊等候的線。

      过去多啦不再A梦

      Python程式碼會依照這樣的流程進行運行,

      1. 設定GIL

      2. 切換到某個執行緒

      3. 運行

      4. 執行緒退出,設定為休眠狀態

      5. 解鎖GIL

      6. 重複以上操作

      可能是因為GIL的原因,我似乎沒有在Python裡面看到過自旋鎖,更多使用的是互斥鎖。

      下面是我以前寫多線程的方法,僅供參考~

      import Queue from threading import Thread temp_queue = Queue.Queue() class Test(Thread): def __init__(self): Thread.__init__(self) def run(self): while temp_queue.empty() is False: pass # do sth here # temp = temp_queue.get() tasks = [] for i in range(10): tasks.append(Test()) for task in tasks: task.start() for task in tasks: task.join()

      既然是隊列,Queue中Queue().get()中說明了Remove and return an item from the queue.

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