Lock与RLock的区别

AI有温度 2021-08-31

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在上节中为大家说明了线程访问临界资源，必须互斥的进行，从而引出了锁。在Python的threading模块中，为我们提供了Lock方法与RLock方法，都具备锁的功能，本节就为大家介绍一下两者在应用时的不同。

区别一

Lock被称为原始锁，一个线程只能请求一次；RLock被称为重入锁，可以被一个线程请求多次，即锁中可以嵌套锁，所以在使用RLock时，acquire与release必须成对出现。

import threading


def main():
    lock.acquire()
    print('第一道锁')
    lock.acquire()
    print('第二道锁')
    lock.release()
    lock.release()


if __name__ == '__main__':
    lock = threading.Lock()
    main()

我们定义Lock锁，同时在main函数中定义2个锁，在进入第一个锁后打印“第一道锁”，在进入第二个锁后打印“第二道锁”，然后在主线程中运行（只有这一个线程）。

# 输出
第一道锁

我们会发现这时程序只会打印“第一道锁”，而且程序既没有终止，也没有继续运行。这是因为Lock锁在同一线程内第一次加锁之后还没有释放时，就进行了第二次acquire请求，导致无法执行release，所以锁永远无法释放，这就是死锁。

import threading


def main():
    lock.acquire()
    print('第一道锁')
    lock.acquire()
    print('第二道锁')
    lock.release()
    lock.release()
if __name__ == '__main__':
    lock = threading.RLock()
    main()

如果我们使用RLock，就不会发生死锁的状态。

# 输出
第一道锁
第二道锁

因为RLock可以被一个线程请求多次，即锁中可以嵌套锁。

区别二

当Lock处于锁定状态时，不属于特定线程，可在另一个线程中进行解锁释放；而RLock只有当前线程才能释放本线程上的锁，不可由其他线程进行释放，所以在使用RLock时，acquire与release必须成对出现，即解铃还须系铃人。

import threading


def main():
    lock.release()
    print("在子线程解锁后打印")
if __name__ == '__main__':
    lock = threading.Lock()
    lock.acquire()
    t = threading.Thread(target=main)
    t.start()

在主线程中定义Lock锁，然后上锁，再创建一个子线程t运行main函数释放锁，结果正常输出，说明主线程上的锁，可由子线程解锁。

# 输出
在子线程解锁后打印

如果把上面的锁改为RLock则报错。在实际中设计程序时，我们会将每个功能分别封装成一个函数，每个函数中都可能会有临界区域，所以就需要用到RLock。

import threading
import time


def fun_1():
    print('开始')
    time.sleep(1)
    lock.acquire()
    print("第一道锁")
    fun_2()
    lock.release()


def fun_2():
    lock.acquire()
    print("第二道锁")
    lock.release()


if __name__ == '__main__':
    lock = threading.RLock()
    t1 = threading.Thread(target=fun_1)
    t2 = threading.Thread(target=fun_1)
    t1.start()
    t2.start()

我们定义RLock锁，然后设置t1与t2两个线程，两个线程分别运行fun_1，都打印“开始”，然后进入到临界区域，fun_1先上锁后打印“第一道锁”，然后进入fun_2，上第二道锁后打印“第二道锁”，之后解除第二道锁再解除第一道锁后执行结束。t2在t1上锁后被堵塞，等t1完全解锁后t2才继续运行。

# 输出
开始
开始
第一道锁
第二道锁
第一道锁
第二道锁

如果此例用Lock锁的话，由于在同一线程中fun_1上了一把锁，在进入fun_2中会因为无法第二次上锁而导致本线程阻塞，程序阻塞之后又无法释放锁，就会导致程序死锁。在实际的复杂程序中，RLock使用的更多一些。

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