python在程序并发时如何保证文件安全，lock的简单运用

前言

  我们经常会遇到这种场景，我们得任务是并发的，但是我们依赖的配置文件确是共用的。

  而python对文件的写入却又往往不是原子性的。比如我们常用open函数，是先读取文件再写入文件，在关闭文件。

  如果此时有多个文件同时操作同一个文件则是十分危险的。比如现在有如下的场景。

并发计算

class Work1(Thread):
    def __init__(self, path, num):
        super().__init__()
        self.path = path
        self.num = num

    def run(self) -> None:
        with open(self.path, "r") as work1_r:
            num = work1_r.read()
        with open(self.path, "w") as work1_f:
            num = int(num) + self.num
            work1_f.write(str(num))

  我们现在有一项计算需求，就是将文件中的数值加上某一个值。

if __name__ == '__main__':
    write_path = "log.txt"
    with open(write_path, 'w') as f:
        f.write('0')
    works = []
    for i in range(10):
        work = Work1(write_path, 5)
        work.start()
        works.append(work)
    for j in works:
        j.join()

    with open(write_path, "r") as f_r:
        print(f_r.read())

  我们来看下打印的结果。

  我们惊奇的发现，报的错为空字符串，所以int失败。那么为什么会这样呢，正如我们刚才所说，python的open函数并不是原子性的。所以在一个线程读取时，可能另一个线程正在写入。

  而我们写入的方式却又是w也就是覆盖写入，那么此时的一刻可能文件是空的。那么如何解决这种文件写入不安全的情况呢。其实也非常简单。

解决办法

  我们刚才说我们得写入不是原子性的，那么我们写的时候加把锁，其他线程不进行去读就可以了。

from threading import Thread
lock = Lock()
def run(self) -> None:
    with lock:
        with open(self.path, "r") as work1_r:
            num = work1_r.read()
        with open(self.path, "w") as work1_f:
            num = int(num) + self.num
            work1_f.write(str(num))

  我们来看下打印结果

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  我们再改变一下测试一下

for i in range(10):
    work = Work1(write_path, i)
    work.start()
    works.append(work)

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  结果也符合我们心中的预期

后记

  我们题目中保证并发中写入安全。但是其实我们得多线程不是真正的并发而是时间片轮转，但是这个并不影响我们此次测试的目的。

  当然实现文件安写入安全有许多方法。本文中提到的只是一种方法。