08-多线程-共享全局变量问题

目标

  • 知道多线程共享全局变量数据会导致资源竞争问题

1. 多线程共享变量遇到的问题

假设两个线程t1和t2都要对全局变量g_num(默认是0)进行加1运算，t1和t2都各对g_num加10次，g_num的最终的结果应该为20。

但是由于是多线程同时操作，有可能出现下面情况：

  1. 在g_num=0时，t1取得g_num=0。此时系统把t1调度为”sleeping”状态，把t2转换为”running”状态，t2也获得g_num=0
  2. 然后t2对得到的值进行加1并赋给g_num，使得g_num=1
  3. 然后系统又把t2调度为”sleeping”，把t1转为”running”。线程t1又把它之前得到的0加1后赋值给g_num。

  4. 这样导致虽然t1和t2都对g_num加1，但结果仍然是g_num=1

  5. 测试1：

import threading
import time
# 定义全局变量
num = 0


def work1():

    # 使用 global 声明全局变量，表示后续的操作，都是操作去全局变量num
    global num

    for i in range(100):
        num += 1

    print("work1 num = %d" % num)


def work2():

    # 使用 global 声明全局变量，表示后续的操作，都是操作去全局变量num
    global num

    for i in range(100):
        num += 1

    print("work1 num = %d" % num)


if __name__ == '__main__':

    # 创建子线程
    t1 = threading.Thread(target=work1)
    t2 = threading.Thread(target=work2)
    # 启动子线程
    t1.start()
    # 表示线程1执行完毕后，线程2再去启动
    t2.start()

    # 结论：全局变量可以在多个线程中进行共享使用
    # while 循环的作用是：能保证子线程运行完毕，再去输出 num
    while len(threading.enumerate()) != 1:
        time.sleep(1)

    print("num = ",num)
  • 运行结果：
work1 num = 100
work1 num = 200
num =  200
  • 测试2
import threading
import time
# 定义全局变量
num = 0


def work1():

    # 使用 global 声明全局变量，表示后续的操作，都是操作去全局变量num
    global num

    for i in range(1000000):
        num += 1

    print("work1 num = %d" % num)


def work2():

    # 使用 global 声明全局变量，表示后续的操作，都是操作去全局变量num
    global num

    for i in range(1000000):
        num += 1

    print("work1 num = %d" % num)


if __name__ == '__main__':

    # 创建子线程
    t1 = threading.Thread(target=work1)
    t2 = threading.Thread(target=work2)
    # 启动子线程
    t1.start()
    # 表示线程1执行完毕后，线程2再去启动
    t2.start()

    # 结论：全局变量可以在多个线程中进行共享使用
    # while 循环的作用是：能保证子线程运行完毕，再去输出 num
    while len(threading.enumerate()) != 1:
        time.sleep(1)

    print("num = ",num)
  • 运行结果：
work1 num = 1124822
work1 num = 1273825
num =  1273825
  • 结论

如果多个线程同时对同一个全局变量操作，会出现资源竞争问题，从而数据结果会不正确

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2. 线程的join()方法的使用

假如有A、B两个线程同时执行，如果想要让A线程执行完成后，再执行线程B，那么A线程可以调用join()方法来完成，

join方法：如果一个线程在执行过程中要调用另外一个线程，并且等到其完成以后才能接着执行，

线程名.join()

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