浅谈python锁与死锁问题

如果你学过操作系统，那么对于锁应该不陌生。锁的含义是线程锁，可以用来指定某一个逻辑或者是资源同一时刻只能有一个线程访问。这个很好理解，就好像是有一个房间被一把锁锁住了，只有拿到钥匙的人才能进入。每一个人从房间门口拿到钥匙进入房间，出房间的时候会把钥匙再放回到门口。这样下一个到门口的人就可以拿到钥匙了。这里的房间就是某一个资源或者是一段逻辑，而拿取钥匙的人其实指的是一个线程。

加锁的原因

我们明白了锁的原理，不禁有了一个问题，我们为什么需要锁呢，它在哪些场景当中会用到呢？

其实它的使用场景非常广，我们举一个非常简单的例子，就是淘宝买东西。我们都知道商家的库存都是有限的，卖掉一个少一个。假如说当前某个商品库存只剩下一个，但当下却有两个人同时购买。两个人同时购买也就是有两个请求同时发起购买请求，如果我们不加锁的话，两个线程同时查询到商品的库存是1，大于0，进行购买逻辑之后，减一。由于两个线程同时执行，所以最后商品的库存会变成-1。

显然商品的库存不应该是一个负数，所以我们需要避免这种情况发生。通过加锁可以完美解决这个问题。我们规定一次只能有一个线程发起购买的请求，那么这样当一个线程将库存减到0的时候，第二个请求就无法修改了，就保证了数据的准确性。

代码实现

那么在Python当中，我们怎么样来实现这个锁呢？

其实很简单，threading库当中已经为我们提供了线程的工具，我们直接拿过来用就可以了。我们通过使用threading当中的Lock对象， 可以很轻易的实现方法加锁的功能。

import threading

class PurchaseRequest:
  '''
  初始化库存与锁
  '''
  def __init__(self, initial_value = 0):
    self._value = initial_value
    self._lock = threading.Lock()

  def incr(self,delta=1):
    '''
    加库存
    '''
    self._lock.acquire()
    self._value += delta
    self._lock.release()

  def decr(self,delta=1):
    '''
    减库存
    '''
    self._lock.acquire()
    self._value -= delta
    self._lock.release()

我们从代码当中就可以很轻易的看出Lock这个对象的使用方法，我们在进入加锁区（资源抢占区）之前，我们需要先使用lock.acquire()方法获取锁。Lock对象可以保证同一时刻只能有一个线程获取锁，只有获取了锁之后才会继续往下执行。当我们执行完成之后，我们需要把锁“放回门口”，所以需要再调用一下release方法，表示锁的释放。

这里有一个小问题是很多程序员在编程的时候总是会忘记release，导致不必要的bug，而且这种分布式场景当中的bug很难通过测试发现。因为测试的时候往往很难测试并发场景，code review的时候也很容易忽略，因此一旦泄露了还是挺难发现的。

为了解决这个问题，Lock还提供了一种改进的用法，就是使用with语句。with语句我们之前在使用文件的时候用到过，使用with可以替我们完成try catch以及资源回收等工作，我们只管用就完事了。这里也是一样，使用with之后我们就可以不用管锁的申请和释放了，直接写代码就行，所以上面的代码可以改写成这样：

import threading

class PurchaseRequest:
  '''
  初始化库存与锁
  '''
  def __init__(self,<div style="color:transparent">本文来源gaodai^.ma#com搞#代!码网</div> initial_value = 0):
    self._value = initial_value
    self._lock = threading.Lock()

  def incr(self,delta=1):
    '''
    加库存
    '''
 with self._lock:
     self._value += delta

  def decr(self,delta=1):
    '''
    减库存
    '''
    with self._lock:
     self._value -= delta

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[搞代码]

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