11.python並發入門（part4 死鎖與遞歸鎖）
一、關於死鎖。
死鎖，就是當多個進程或者線程在執行的過程中，因爭奪共享資源而造成的一種互相等待的現象，一旦產生了死鎖，不加人工處理，程序會一直等待下去，這也被稱為死鎖進程。
下面是一個產生“死鎖”現象的例子：
import threading
import time
lock_a = threading.Lock()
lock_b = threading.Lock()
class test_thread(threading.Thread):
def __init__(self):
super(test_thread,self).__init__()
def run(self):
self.fun1()
self.fun2()
def fun1(self):
lock_a.acquire()
print "I am %s , get res: %s---%s" %(self.name, "ResA",time.time())
lock_b.acquire()
print "I am %s , get res: %s---%s" %(self.name, "ResB",time.time())
lock_b.release()
lock_a.release()
def fun2(self):
lock_b.acquire()
print ("I am %s , get res: %s---%s" %(self.name, "ResB",time.time()))
time.sleep(0.2)
lock_a.acquire()
print ("I am %s , get res: %s---%s" %(self.name, "ResA",time.time()))
lock_a.release()
lock_b.release()
if __name__ == "__main__":
print "start---------------------------%s"%(time.time())
for i in range(0, 10):
my_thread = test_thread()
my_thread.start()
輸出執行結果：
start---------------------------1494682814.1
I am Thread-1 , get res: ResA---1494682814.1
I am Thread-1 , get res: ResB---1494682814.1
I am Thread-1 , get res: ResB---1494682814.1
I am Thread-2 , get res: ResA---1494682814.1
下面來分析代碼，為什麽會產生死鎖：
開了10個線程，首先肯定會有一個線程去拿到lock_a這把鎖，其余的線程只能阻塞，一直等到lock_a這把鎖被釋放，然後這個線程又獲得了一把鎖就是lock_b，執行完了一條print操作後，釋放lock_b這把鎖，此時，其他的線程還是沒有辦法去執行func1裏面的資源，釋放了lock_b這把鎖後，緊接著lock_a也被釋放了，此時，下一個線程就可以去執行func1中的資源了，接下來，線程1執行到了func2拿到了lock_b這把鎖，然後執行一個print輸出，I am Thread-1 , get res: ResB---1494682814.1，sleep0.2秒，在第一個線程sleep的過程中第二個線程開始執行，第二個線程在執行func1的時候，首先拿到了lock_a這把鎖，執行了下面的print語句，I am Thread-2 , get res: ResA---1494682814.1，此時的情況就是線程1拿到了lock_b這把鎖，線程2拿到了lock_a這把鎖，那麽問題來了，線程2如果想繼續執行func1後面的內容，需要去獲得lock_b這把鎖，而此時lock_b鎖已經被線程1拿走了（線程1執行到了func2拿走了lock_b鎖，並且還沒被釋放~），線程1，sleep0.2秒後，需要繼續執行func2中的內容，此時，需要拿到lock_a鎖，（lock_a鎖，被線程2執行func1的時候拿走了，並且沒有被釋放~），現在的情況就是線程1需要lock_a鎖，但是lock_a在線程2手裏，線程2需要lock_b鎖，但是lock_b鎖在線程1手裏~雙方都沒有辦法執行到後面的釋放操作。
這也就相當於兩個人要做交易，甲手裏有蘋果乙手裏有菠蘿，甲想吃乙手裏的菠蘿，乙想吃甲手裏的蘋果，但是誰都不願意先把自己手裏的東西先給對方~所以程序就會一直卡在這。
這就是死鎖形成的原理。
二、遞歸鎖。
解決死鎖問題有一個特別有效的方法，就是遞歸鎖.
遞歸鎖與普通的互斥鎖最大的不同就是，一個鎖的對象內部，維護了一個計數器，這個計數器的初始值是0，當一個線程acquire一次這個鎖時，內部計數器+1，但是，這把鎖的計數器一旦大於0，其他的線程是無法拿到這把鎖的，只有當前線程可以拿。
（當前線程acquire一次，計數器+1，release一次計數器-1，所以，當前的線程想要徹底釋放掉遞歸鎖，acquire多少次，就要release多少次！！！）
（這個計數器，就是遞歸鎖中的count。）
還拿剛才的那段產生死鎖的代碼來舉例：
import threading
import time
r_lock = threading.RLock() #RLock是用來產生遞歸鎖的一個類，產生一個遞歸鎖。
class test_thread(threading.Thread):
def __init__(self):
super(test_thread,self).__init__()
def run(self):
self.fun1()
self.fun2()
def fun1(self):
r_lock.acquire() #count+1
print "I am %s , get res: %s---%s" %(self.name, "ResA",time.time())
r_lock.acquire() #count再+1
print "I am %s , get res: %s---%s" %(self.name, "ResB",time.time())
r_lock.release() #count -1
r_lock.release() #count 再-1
def fun2(self):
r_lock.acquire()
print ("I am %s , get res: %s---%s" %(self.name, "ResB",time.time()))
time.sleep(0.2)
r_lock.acquire()
print ("I am %s , get res: %s---%s" %(self.name, "ResA",time.time()))
r_lock.release()
r_lock.release()
if __name__ == "__main__":
print "start---------------------------%s"%(time.time())
r_lock = threading.RLock()
for i in range(0, 10):
my_thread = test_thread()
my_thread.start()
輸出結果：
start---------------------------1494687542.43
I am Thread-1 , get res: ResA---1494687542.43
I am Thread-1 , get res: ResB---1494687542.43
I am Thread-1 , get res: ResB---1494687542.43
I am Thread-1 , get res: ResA---1494687542.63
I am Thread-2 , get res: ResA---1494687542.63
I am Thread-2 , get res: ResB---1494687542.63
I am Thread-2 , get res: ResB---1494687542.63
I am Thread-2 , get res: ResA---1494687542.83
I am Thread-4 , get res: ResA---1494687542.83
I am Thread-4 , get res: ResB---1494687542.83
I am Thread-4 , get res: ResB---1494687542.83
I am Thread-4 , get res: ResA---1494687543.04
I am Thread-6 , get res: ResA---1494687543.04
I am Thread-6 , get res: ResB---1494687543.04
I am Thread-6 , get res: ResB---1494687543.04
I am Thread-6 , get res: ResA---1494687543.24
I am Thread-8 , get res: ResA---1494687543.24
I am Thread-8 , get res: ResB---1494687543.24
I am Thread-8 , get res: ResB---1494687543.24
I am Thread-8 , get res: ResA---1494687543.44
I am Thread-10 , get res: ResA---1494687543.44
I am Thread-10 , get res: ResB---1494687543.44
I am Thread-10 , get res: ResB---1494687543.44
I am Thread-10 , get res: ResA---1494687543.65
I am Thread-5 , get res: ResA---1494687543.65
I am Thread-5 , get res: ResB---1494687543.65
I am Thread-5 , get res: ResB---1494687543.65
I am Thread-5 , get res: ResA---1494687543.85
I am Thread-9 , get res: ResA---1494687543.85
I am Thread-9 , get res: ResB---1494687543.85
I am Thread-9 , get res: ResB---1494687543.85
I am Thread-9 , get res: ResA---1494687544.06
I am Thread-7 , get res: ResA---1494687544.06
I am Thread-7 , get res: ResB---1494687544.06
I am Thread-7 , get res: ResB---1494687544.06
I am Thread-7 , get res: ResA---1494687544.26
I am Thread-3 , get res: ResA---1494687544.26
I am Thread-3 , get res: ResB---1494687544.26
I am Thread-3 , get res: ResB---1494687544.26
I am Thread-3 , get res: ResA---1494687544.46
從上面的例子來看，死鎖的問題被完美的解決掉了。
最後，總結下遞歸鎖：
在python中，如果同一個線程需要多次去訪問同一個共享資源，這個時候，就可以使用遞歸鎖（RLock），遞歸鎖的內部，維護了一個Lock對象和一個counter計數變量，counter記錄了acquire的次數，從而使得資源可以被多次require。直到一個線程所有的acquire都被release，其他的線程才能獲得資源。
所以說RLock可以完全代替Lock,能用遞歸鎖盡量用遞歸鎖！
本文出自 “reBiRTH” 博客，請務必保留此出處http://suhaozhi.blog.51cto.com/7272298/1925393
11.python並發入門（part4 死鎖與遞歸鎖）