今天的文章，我们来说说多线程场景中另一个不可或缺的部分——锁。如果你学过操作系统，你应该对锁不陌生。锁的含义是线程锁，可以用来指定某个逻辑或者某个资源一次只能被一个线程访问。这个很好理解，就好像有一个房间被一把锁锁住了，只有有钥匙的人才能进入。每个人从房间门口拿到钥匙进入房间，离开房间时把钥匙放回门口。这样下一个到门的人就可以拿到钥匙。这里的房间就是某个资源或者一段逻辑，拿钥匙的人其实指的是一个线程。加锁的缘由了解了加锁的原理，不禁会有一个疑问，为什么需要加锁，又会在哪些场景下使用呢？其实它的使用场景非常广泛。举个很简单的例子，就是在淘宝上购物。我们都知道商家的库存是有限的，少卖一件。假设目前库存中只剩下一件商品，但同时有两个人购买。两人同时购买，即有两个请求同时发起购买请求。如果我们不加锁，两个线程同时查询商品库存为1，大于0，采购逻辑执行完后，会同时减一。由于两个线程同时执行，所以最后一项的库存会变成-1。显然物品的库存不应该是负数，所以我们需要避免这种情况的发生。这个问题可以通过加锁来完美解决。我们规定每次只有一个线程可以发起一个采购请求，这样当一个线程将库存降为0时，第二个请求就不能修改了，保证了数据的准确性。代码实现那么在Python中，我们如何实现这个锁呢？其实很简单。线程库已经为我们提供了线程工具，我们可以直接使用。通过在threading中使用Lock对象，我们可以轻松实现方法锁定功能。importthreadingclassPurchaseRequest:'''初始化库存并锁定'''def__init__(self,initial_value=0):self._value=initial_valueself._lock=threading.Lock()defincr(self,delta=1):'''添加库存'''self._lock.acquire()self._value+=deltaself._lock.release()defdecr(self,delta=1):'''减少库存'''self._lock.acquire()self._value-=deltaself._lock.release()我们很容易从代码中看出如何使用Lock对象。在我们进入锁区（资源抢占区）之前，我们需要使用lock.acquire()方法获取锁。Lock对象可以保证同一时刻只有一个线程可以获取到锁，获取到锁后才会继续执行。当我们执行完后，需要“把锁放回门上”，所以需要再次调用release方法来表示释放锁。这里有个小问题就是很多程序员在编程的时候总是忘记release，导致不必要的bug，而这种分布式场景下的bug是很难通过测试发现的。因为测试的时候并发场景往往很难测试，codereview的时候也很容易被忽略，所以一旦泄露了，是相当难找的。为了解决这个问题，Lock还提供了一种改进的用法，就是使用with语句。我们之前在使用文件的时候用过with语句。使用with可以为我们完成trycatch和资源回收的工作。我们只是使用它，我们就完成了。这里也是一样。使用with后，我们可以忽略锁的申请和释放，直接写代码，所以上面的代码可以改写为：importthreadingclassPurchaseRequest:'''Initializeinventoryandlocks'''def__init__(self,initial_value=0):self._value=initial_valueself._lock=threading.Lock()defincr(self,delta=1):'''plusinventory'''withself._lock:self._value+=deltadefdecr(self,delta=1):'''减少库存'''withself._lock:self._value-=delta是不是看起来清爽多了？上面介绍的可重入锁只是最简单的锁，我们经常会用到可重入锁。什么是可重入锁？一个简单的解释就是，当一个线程已经持有锁时，它可以再次进入锁定区域。但是既然线程还持有锁并没有释放，那不应该还在锁区吗？怎么可能需要再次进入禁区？其实是有的，而且原因很简单，就是递归。如果我们稍微改变一下上面的例子，那就完全不一样了。importthreadingclassPurchaseRequest:'''初始化库存并锁定'''def__init__(self,initial_value=0):self._value=initial_valueself._lock=threading.Lock()defincr(self,delta=1):'''''增加库存'''withself._lock:self._value+=deltadefdecr(self,delta=1):'''减少库存'''withself._lock:self.incr(-delta)大家注意在上面的decr方法中，我们使用incr来代替原来的逻辑来实现decr。但是有一个问题，decr也是一种加锁方式，需要先释放，才能进入之前的锁。但是它已经持有了锁，那么这种情况下就会发生死锁。我们只需要将Lock换成可重入锁就可以解决这个问题，只需要修改一行代码。importthreadingclassPurchaseRequest:'''Initializeinventoryandlock我们用RLock代替Lock，用可重入锁代替普通锁'''def__init__(self,initial_value=0):self._value=initial_valueself._lock=threading.RLock()defincr(self,delta=1):'''添加库存'''withself._lock:self._value+=deltadefdecr(self,delta=1):'''减少库存'''withself._lock:self.incr(-delta)总结今天的文章介绍一下锁在Python中的使用以及可重入锁的概念。并发场景下的开发和调试是比较困难的工作。一不小心就会踩到各种坑。死锁只是比较常见和比较容易解决的问题之一。此外，还有很多其他各种各样的问题。以上就是本次分享的全部内容。想了解更多python知识，请前往公众号：Python编程学习圈，发“J”免费领取，每日干货分享
