1.互斥锁的概念

互斥锁: 对共享数据进行锁定，保证同一时刻只能有一个线程去操作。  【对共享数据进行锁定可以理解为全局变量】

注意:

• 互斥锁是多个线程一起去抢，抢到锁的线程先执行，没有抢到锁的线程需要等待，等互斥锁使用完释放后，其它等待的线程再去抢这个锁。

为了更好的理解互斥锁，请看下面的图:

【抢绣球】

3. 互斥锁的使用

threading模块中定义了Lock变量，这个变量本质上是一个函数，通过调用这个函数可以获取一把互斥锁。

互斥锁使用步骤:

# 创建锁
mutex = threading.Lock()

# 上锁
mutex.acquire()

...这里编写代码能保证同一时刻只能有一个线程去操作, 对共享数据进行锁定...

# 释放锁
mutex.release()

注意点:

• acquire和release方法之间的代码同一时刻只能有一个线程去操作
• 如果在调用acquire方法的时候 其他线程已经使用了这个互斥锁，那么此时acquire方法会堵塞，直到这个互斥锁释放后才能再次上锁。

4. 使用互斥锁完成2个线程对同一个全局变量各加100万次的操作

import threading


# 定义全局变量
g_num = 0

# 创建全局互斥锁
lock = threading.Lock()


# 循环一次给全局变量加1
def sum_num1():
    # 上锁
    lock.acquire()
    for i in range(1000000):
        global g_num
        g_num += 1

    print("sum1:", g_num)
    # 释放锁
    lock.release()


# 循环一次给全局变量加1
def sum_num2():
    # 上锁
    lock.acquire()
    for i in range(1000000):
        global g_num
        g_num += 1
    print("sum2:", g_num)
    # 释放锁
    lock.release()


if __name__ == '__main__':
    # 创建两个线程
    first_thread = threading.Thread(target=sum_num1)
    second_thread = threading.Thread(target=sum_num2)  # 因为无序，所以不知道先对哪个线程进行加锁
    # 启动线程
    first_thread.start()
    second_thread.start()

    # 提示：加上互斥锁，那个线程抢到这个锁我们决定不了，那线程抢到锁那个线程先执行，没有抢到的线程需要等待
    # 加上互斥锁多任务瞬间变成单任务，性能会下降，也就是说同一时刻只能有一个线程去执行

执行结果:

说明:

        通过执行结果可以地址互斥锁能够保证多个线程访问共享数据不会出现数据错误问题

示例代码：

# 导入Lock方法
from threading import Lock
import threading

lock = Lock()
total = 0


# 函数的编写
def func_add():
    global total
    # with lock:
    lock.acquire()
    for i in range(1000000):
        total += 1
    lock.release()


def func_del():
    global total

    lock.acquire()
    for i in range(1000000):
        total -= 1
    lock.release()


if __name__ == '__main__':
    thread1 = threading.Thread(target=func_add, args=())
    thread2 = threading.Thread(target=func_del, args=())

    thread1.start()
    thread2.start()

    # 调试发现total的值不为0，说明存在线程不同步现象，因为pythonGIL的原因，一个线程只能运行一个函数，
    # 因此在线程加锁之后的运行结果为理论值0.否则不用线程锁结果为非0的数值4
    # 可以加上join进行线程等待
    thread1.join()
    thread2.join()
    print(total)

运行结果：

5. 小结

• 互斥锁的作用就是保证同一时刻只能有一个线程去操作共享数据，保证共享数据不会出现错误问题
• 使用互斥锁的好处确保某段关键代码只能由一个线程从头到尾完整地去执行
• 使用互斥锁会影响代码的执行效率，多任务改成了单任务执行
• 互斥锁如果没有使用好容易出现死锁的情况