Python之信号量

Python之信号量

什么是信号量
信号量详解
案例

什么是信号量

从某种意义上来说，信号量和线程池很像，他们都会根据你设置的线程上限值来自动帮你管理线程，但是信号量更倾向于‘锁’的概念

• 信号量是一种并发控制机制，用于限制对共享资源的并发访问数量。通过控制信号量的计数器，可以允许多个线程或进程同时访问一定数量的资源。信号量常用于解决生产者-消费者问题、限流等场景。
• 线程池是一组预先创建的线程集合，用于执行任务队列中的任务。线程池管理了可复用的线程，并根据需要分配任务给空闲的线程进行处理。线程池提供了更好的线程管理、调度和性能优化，适用于大量短期任务的并发处理。

信号量详解

先看一个简单的多线程案例：

import threading
import time

def work(name):
    print(f'{name}进厕所了')
    time.sleep(1)
    print(f'{name}出厕所了')
        
def main_thread():
    name = ['张三', '李四', '陈五', '王六', '横七', '竖八', ]
    t_l = []
    thread = [threading.Thread(target=work, args=(name[i],)) for i in range(5)]
    
    # 启动线程
    for t in thread:
        t.start()
        t_l.append(t)
    # 关闭线程
    for i in t_l:
        i.join()

main_thread()

打印结果：

现在我想把条件改为厕所一次只能进一人该怎么修改代码呢，在之前或许我们只能想到互斥锁一类的限制机制，而现在我们可以用信号量(Semaphore)解决

首先定义全局变量：

import threading

sema = threading.Semaphore(count)

count默认为1，其意义是控制线程访问资源的数量，可以使用acquire()添加，以及release()释放，通俗来讲就相当于变量**sema是厕所，count就是厕所的坑位，acquire()一次就是进来一个人，release()一次就是出去一个人**

def work(name):
    # 添加
	sema.acquire()
    print(f'{name}进厕所了')
    time.sleep(1)
    # 释放
    sema.release()
    print(f'{name}出厕所了')

def work(name):
    with sema:
        sema.release()
        print(f'{name}进厕所了')
        time.sleep(1)
        print(f'{name}出厕所了')

两种写法一样

案例

知晓了信号量的用法那么就可以修改之前的案例了

import threading
import time

sema = threading.Semaphore(1)


def work(name):
    with sema:
        sema.acquire()
        print(f'{name}进厕所了')
        time.sleep(1)
        print(f'{name}出厕所了')


def main_thread():
    name = ['张三', '李四', '陈五', '王六', '横七', '竖八', ]
    t_l = []
    thread = [threading.Thread(target=work, args=(name[i],)) for i in range(5)]

    # 启动线程
    for t in thread:
        t.start()
        t_l.append(t)
    # 关闭线程
    for i in t_l:
        i.join()


main_thread()

结果：