Python 中的信号量

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在本篇文章中，我们将学习如何使用信号量在 Python 中处理多线程。 如何同步访问线程和有限数量的资源？

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信号量

同步控制器是一个信号量。 信号量为线程提供对有限数量资源的同步访问。

信号量可以被视为表示现在有多少资源可用的变量。

例如，商场中用作信号量的停车场在给定层上有多个可用空间。

信号量的值必须大于或小于可用资源。 acquire 和release 操作与信号量相关联。

当用于同步的资源之一被线程“获取”时，信号量的值会降低。 当同步资源之一被线程“释放”时，信号量的值会增加。

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Python 中的信号量

Python 对信号量概念的实现使用了线程模块中的一个类。 信号量是这个类的名字。

acquire() 和 release() 函数都包含在 Semaphore 类中，还有一个函数构造函数。

如果信号量计数大于零，则使用 acquire() 函数降低计数。 如果不是，它将阻塞直到计数大于 0。

使用 release() 函数唤醒位于信号量上的线程之一，这也增加了信号量的计数。 现在让我们了解信号量的语法。

object_name = threading.Semaphore(count)

Semaphore 类对象由上面语法中的 object_name 指示。

一次允许访问的线程数由 Semaphore 类的 count 参数指定。 该参数的默认值为 1。

线程每次使用 acquire() 函数时，count 参数的值都会减一。 线程每次使用 release() 函数时，count 参数的值都会增加 1。

根据这个说法，任何时候我们调用 acquire() 方法，count参数的值都会减少； 但是，当我们调用 release() 函数时，count 参数的值会增加。 看看下面的代码。

#import threading module
import threading

#creating instance of semaphore
sema = threading.Semaphore(1)


def test():
    #appling semaphore
    print(f"Value Of Semaphore --> {sema._value}")
    sema.acquire()
    print(f"acquired lock --> {threading.current_thread().name}")
    print(f"Value Of Semaphore --> {sema._value}")
    print(f"release lock --> {threading.current_thread().name}")
    sema.release()
    print(f"Value Of Semaphore --> {sema._value}")

#initializing threads
t1 = threading.Thread(target=test)
t2 = threading.Thread(target=test)
t3 = threading.Thread(target=test)
#executing threads
t1.start()
t2.start()
t3.start()

如果 count 设置为 1，线程将被同步，如上面的代码所示。 如果我们查看上面代码的输出，我们会注意到它是第一个和第二个线程，然后第三个线程可以访问获取和释放之间的代码。

Value Of Semaphore --> 1
Value Of Semaphore --> 1
acquired lock --> Thread-1 (test)
Value Of Semaphore --> 0
Value Of Semaphore --> 0
release lock --> Thread-1 (test)
Value Of Semaphore --> 1
acquired lock --> Thread-2 (test)
Value Of Semaphore --> 0
release lock --> Thread-2 (test)
Value Of Semaphore --> 1
acquired lock --> Thread-3 (test)
Value Of Semaphore --> 0
release lock --> Thread-3 (test)
Value Of Semaphore --> 1

如果您要将计数值从 1 更改为 2，您将允许两个线程同时访问受限代码。 所以，输出会有所不同。

Value Of Semaphore --> 2
acquired lock --> Thread-1 (test)
Value Of Semaphore --> 1
Value Of Semaphore --> 1
release lock --> Thread-1 (test)
Value Of Semaphore --> 1
Value Of Semaphore --> 1
acquired lock --> Thread-3 (test)
acquired lock --> Thread-2 (test)
Value Of Semaphore --> 0
Value Of Semaphore --> 0
release lock --> Thread-2 (test)
release lock --> Thread-3 (test)
Value Of Semaphore --> 1
Value Of Semaphore --> 2

请注意 ，信号量释放线程所需的时间取决于您设备的速度，并且每次都会有所不同。 您可以通过更改信号量实例中的计数值来测试上述代码。