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python多线程高级锁知识：Semaphore信号量、Barrier栅栏在线程中的使用、高级event事件

news 2025/7/2 8:48:11

Semaphore信号量

Semaphore信号量可以翻译为信号量，这个信号量代表了最多允许线程访问的数量，可以使用Semaphore(n)设定，n是信号数量，这是一个更高级的锁机制，Semaphore管理一个计数器，每次使用acquire计数器将会减一，表示可以允许线程访问的数量少了一个，使用release计数器加1，表示可允许线程访问的数量多了一个，只有占用信号量的线程数量超过信号量时候才会阻塞，也就是说计数器为0时候，若还有线程访问，则发生阻塞。

发生阻塞后就需要等待其他线程使用release这时候计数器会加1，然后被阻塞的线程就可以访问了。

在应用Semaphore信号量过程中，有时候可能会有bug造成多次release，因此有所谓的BoundedSemaphore，可以保证计数器次数不超过特定值，这时候使用BoundedSemaphore(n)设定，n是信号数量。

import threading
import time# 需求：允许程序同时并发的线程数，如果设为3则代表最大允许线程数量为3
semaphore = threading.BoundedSemaphore(3)def func():if semaphore.acquire():print(f'{threading.current_thread().name} is working...')time.sleep(1)print(f'{threading.current_thread().name} 完成任务...')semaphore.release()if __name__ == '__main__':# 模拟程序同时并发创建大量的子线程for i in range(10):t = threading.Thread(target=func)t.start()

执行结果
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Barrier栅栏在线程中的使用

Barrier栅栏可以想象成赛马的栅栏，当线程抵达必须等待其他线程，当所有线程抵达时候，才放开栅栏，这些线程才可以往下执行：

import random
import threadingimport time# 定义任务函数
def player():# 模拟延时time.sleep(random.random())print(f'{threading.current_thread().name} 抵达栅栏的时间是为:{time.ctime()}')b.wait()print(f'{threading.current_thread().name} 继续向后执行')if __name__ == '__main__':# 满足栅栏之后才能够往后执行b = threading.Barrier(4)print(f'比赛开始')# 定义一个子线程列表threads = []for i in range(4):thread = (threading.Thread(target=player))thread.start()threads.append(thread)for thread in threads:thread.join()print('比赛结束')

执行结果
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Event事件在线程中的应用说明

event事件是如何完成线程之间的通信的，看案例

import random
import threading
import timedef waiter(event):for i in range(1,4):print(f'{i} 等待标记flag 被设定')event.wait()# 等待线程如果想要继续向下执行，需要修改flag标记，只有设定线程修改了，等待线程才会往下print(f'等待完成的时间:{time.ctime()}')event.clear()def setter(event):for i in range(1, 4):# 模拟CPU随机切换time.sleep(random.randint(1, 3))event.set()print(f'设定完成:{i}')if __name__ == '__main__':event = threading.Event()print('开始工作...')waiter = threading.Thread(target=waiter, args=(event, ))setter = threading.Thread(target=setter, args=(event, ))waiter.start()setter.start()waiter.join()setter.join()print('工作结束')