Python 怎么样实现读写锁

秒速五厘米 2024-03-27 13:32 57阅读 0赞

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Python 提供的多线程模型中并没有提供读写锁，读写锁相对于单纯的互斥锁，适用性更高，可以多个线程同时占用读模式的读写锁，但是只能一个线程占用写模式的读写锁。

通俗点说就是当没有写锁时，就可以加读锁且任意线程可以同时加；而写锁只能有一个线程，且必须在没有读锁时才能加上。

**简单的实现**

import threadingclass 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

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