Python 中怎么实现一个读写锁

本篇文章给大家分享的是有关Python 中怎么实现一个读写锁，小编觉得挺实用的，因此分享给大家学习，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获，话不多说，跟着小编一起来看看吧。

简单的实现

import threading
class RWlock(object):    def __init__(self):
        self._lock = threading.Lock()
        self._extra = threading.Lock()
        self.read_num = 0
    def read_acquire(self):
        with self._extra:
            self.read_num += 1
            if self.read_num == 1:
                self._lock.acquire()
    def read_release(self):
        with self._extra:
            self.read_num -= 1
            if self.read_num == 0:
                self._lock.release()
    def write_acquire(self):
        self._lock.acquire()
    def write_release(self):
        self._lock.release()

这是读写锁的一个简单的实现，self.read_num 用来保存获得读锁的线程数，这个属性属于临界区，对其操作也要加锁，所以这里需要一个保护内部数据的额外的锁 self._extra 。

但是这个锁是不公平的。理想情况下，线程获得所的机会应该是一样的，不管线程是读操作还是写操作。而从上述代码可以看到，读请求都会立即设置 self.read_num += 1，不管有没有获得锁，而写请求想要获得锁还得等待 read_num为 0 。

所以这个就造成了只有锁没有被占用或者没有读请求时，可以获得写权限。我们应该想办法避免读模式锁长期占用。

读写锁的优先级

读写锁也有分 读优先 和 写优先。上面的代码就属于读优先。

如果要改成写优先，那就换成去记录写线程的引用计数，读和写在同时竞争时，可以让写线程增加写的计数，这样可使读线程的读锁一直获取不到, 因为读线程要先判断写的引用计数，若不为0，则等待其为 0，然后进行读。这部分代码不罗列了。

但这样显然不够灵活。我们不需要两个相似的读写锁类。我们希望重构我们代码，使它更强大。

改进

为了能够满足自定义优先级的读写锁，要记录等待的读写线程数，并且需要两个条件threading.Condition 用来处理哪方优先的通知。计数引用可以扩大语义：正数：表示正在读操作的线程数，负数：表示正在写操作的线程数（最多-1）

在获取读操作时，先然后判断时候有等待的写线程，没有，进行读操作，有，则等待读的计数加 1 后等待 Condition 通知；等待读的计数减 1，计数引用加 1，继续读操作，若条件不成立，循环等待；

在获取写操作时，若锁没有被占用，引用计数减 1，若被占用，等待写线程数加 1，等待写条件 Condition 的通知。

读模式和写模式的释放都是一样，需要根据判断去通知对应的 Condition：

class RWLock(object):
    def __init__(self):
        self.lock = threading.Lock()
        self.rcond = threading.Condition(self.lock)
        self.wcond = threading.Condition(self.lock)
        self.read_waiter = 0    # 等待获取读锁的线程数
        self.write_waiter = 0   # 等待获取写锁的线程数
        self.state = 0          # 正数：表示正在读操作的线程数   负数：表示正在写操作的线程数（最多-1）
        self.owners = []        # 正在操作的线程id集合
        self.write_first = True # 默认写优先，False表示读优先
    def write_acquire(self, blocking=True):
        # 获取写锁只有当        me = threading.get_ident()        with self.lock:
            while not self._write_acquire(me):
                if not blocking:
                    return False
                self.write_waiter += 1
                self.wcond.wait()
                self.write_waiter -= 1
        return True
    def _write_acquire(self, me):
        # 获取写锁只有当锁没人占用，或者当前线程已经占用        if self.state == 0 or (self.state < 0 and me in self.owners):
            self.state -= 1
            self.owners.append(me)
            return True
        if self.state > 0 and me in self.owners:
            raise RuntimeError('cannot recursively wrlock a rdlocked lock')
        return False
    def read_acquire(self, blocking=True):
        me = threading.get_ident()        with self.lock:
            while not self._read_acquire(me):
                if not blocking:
                    return False
                self.read_waiter += 1
                self.rcond.wait()
                self.read_waiter -= 1
        return True
    def _read_acquire(self, me):
        if self.state < 0:
            # 如果锁被写锁占用            return False
        if not self.write_waiter:
            ok = True        else:
            ok = me in self.owners
        if ok or not self.write_first:
            self.state += 1
            self.owners.append(me)
            return True
        return False
    def unlock(self):
        me = threading.get_ident()        with self.lock:
            try:                self.owners.remove(me)
            except ValueError:                raise RuntimeError('cannot release un-acquired lock')
            if self.state > 0:
                self.state -= 1
            else:
                self.state += 1
            if not self.state:
                if self.write_waiter and self.write_first:   # 如果有写操作在等待（默认写优先）
                    self.wcond.notify()
                elif self.read_waiter:
                    self.rcond.notify_all()
                elif self.write_waiter:
                    self.wcond.notify()
    read_release = unlock    write_release = unlock

以上就是Python 中怎么实现一个读写锁，小编相信有部分知识点可能是我们日常工作会见到或用到的。希望你能通过这篇文章学到更多知识。更多详情敬请关注亿速云行业资讯频道。