Python 中的條件對象——線程同步

為了更有效地同步對任何資源的訪問，我們可以將條件與任務相關聯，讓任何線程等待，直到滿足某個條件，或者通知其他線程該條件正在滿足，以便它們可以解除對自身的阻止。

讓我們舉一個簡單的例子來理解這一點。在生產者消費者問題中，如果有一個生產者生產某一物品，一個消費者消費該物品，那麼在生產者生產該物品之前，消費者不能消費該物品。因此，消費者要等到產品生產出來。生產者有責任告知消費者，一旦產品成功生產，就可以消費。

如果有多個消費者消費生產者生產的產品，那麼生產者必須通知所有消費者生產的新產品。

這是 python 多線程中條件對象的完美用例。

條件對象:wait()、notify()和notifyAll()

現在我們知道了 python 多線程中條件對象的用途，讓我們看看它的語法:

condition = threading.Condition([lock])

條件對象接受一個可選的鎖對象作為參數。如果我們不提供任何東西，那麼它會創建一個默認鎖。

條件對象有acquire()和release()方法，調用關聯鎖的相應方法。還有wait()方法、notify()方法、notifyAll()方法。這三個只能在調用線程獲得鎖後調用。

條件類方法

以下是條件類方法:

acquire(*args)方法

此方法用於獲取鎖。該方法對條件對象中存在的基礎鎖調用相應的acquire()方法；返回值是該方法返回的任何值。

release()方法

此方法用於釋放鎖。該方法對條件對象中存在的基礎鎖調用相應的release()方法。

wait([timeout])方法

此方法用於阻塞線程，並使其等待，直到其他線程通過在同一條件對象上調用notify()或notifyAll()方法通知它，或者直到超時發生。

只有當調用線程獲得鎖時，才能調用這個函數。

當被調用時，這個方法釋放鎖，然後阻塞線程，直到被其他線程對相同條件變量的notify()或notifyAll()調用喚醒，或者直到超時發生。

如果由於notify()或notifyAll()方法而被釋放，該方法返回True，否則如果超時，該方法將返回False布爾值。

notify()方法

它會喚醒任何等待相應條件的線程。只有當調用線程獲得鎖時，才能調用這個函數。此外，調用此方法只會喚醒一個等待的線程。

notifyAll()方法

它會喚醒所有等待這個條件的線程。這個方法的行為類似於notify()方法，但是喚醒了所有等待的線程，而不是一個。

是時候舉個例子了！

在下面的代碼示例中，我們實現了一個簡單的生產者-消費者解決方案，生產者生產一個項目，並將其添加到消費者消費這些項目的列表中。

上面的代碼示例中有幾個重要的要點:

1. 我們創建了一個類SomeItem，它有一個list，作為生產者和消費者線程之間的共享資源。
2. 生產者線程正在隨機生成一些列表項，並將其添加到列表中。
3. 消費線程嘗試消費物品，如果沒有找到物品，則開始等待。如果生產者在超時前向消費者發送關於項目創建的通知，那麼消費者消費該項目，否則由於超時而退出。

這是一個非常簡單的例子，涵蓋了條件對象的所有用例。嘗試用 2 個使用者線程和一個生產者線程運行上面的程序。