python多线程死锁现象及解决方法

关于“Python多线程死锁现象及解决方法”的攻略，我将从以下几个方面进行讲解：

1. 死锁现象的定义和产生原因
2. 死锁示例演示
3. 解决方法

1. 死锁现象的定义和产生原因

多线程是一种常见的解决并发问题的方式，而死锁是多线程中常见的问题之一。死锁指的是两个或者多个线程，相互等待对方释放所占用的资源而无法继续执行下去的情况。

产生死锁的原因通常是由于线程之间争夺共享资源（例如文件、网络连接、数据结构等）而引发的。当一个线程占用了某个资源并且等待另一个线程释放另一个资源时，如果这两个线程都不释放所占用的资源，就会形成死锁。

2. 死锁示例演示

下面通过两个示例简单演示死锁的产生：

(1) 示例一

import threading

def foo():
    lock1.acquire()
    print('foo acquire lock1')
    lock2.acquire()
    print('foo acquire lock2')
    lock1.release()
    lock2.release()

def bar():
    lock2.acquire()
    print('bar acquire lock2')
    lock1.acquire()
    print('bar acquire lock1')
    lock2.release()
    lock1.release()

lock1 = threading.Lock()
lock2 = threading.Lock()

if __name__ == '__main__':
    t1 = threading.Thread(target=foo)
    t2 = threading.Thread(target=bar)
    t1.start()
    t2.start()
    t1.join()
    t2.join()

这个示例中，foo()和bar()两个函数分别占用了lock1和lock2两个锁，它们的获取顺序是相反的。在主程序中，分别启动了两个线程t1和t2来执行foo()和bar()函数，并使用join()函数等待这两个线程结束。

假设t1线程先执行，首先会获取到lock1锁，然后执行到lock2.acquire()时就会被阻塞。此时t2线程开始执行，它会获取到lock2锁，然后执行到lock1.acquire()时也被阻塞了。此时t1和t2都在等待对方释放锁，因此就形成了死锁。

(2) 示例二

import threading

class Account:
    def __init__(self, name, balance):
        self.name = name
        self.balance = balance
        self.lock = threading.Lock()

    def deposit(self, amount):
        with self.lock:
            new_balance = self.balance + amount
            self.balance = new_balance

    def withdraw(self, amount):
        with self.lock:
            new_balance = self.balance - amount
            self.balance = new_balance

def transfer(from_account, to_account, amount):
    with from_account.lock:
        from_account.withdraw(amount)
        with to_account.lock:
            to_account.deposit(amount)

if __name__ == '__main__':
    a = Account('a', 1000)
    b = Account('b', 2000)

    t1 = threading.Thread(target=transfer, args=(a, b, 500))
    t2 = threading.Thread(target=transfer, args=(b, a, 800))

    t1.start()
    t2.start()

    t1.join()
    t2.join()

    print('account a balance:', a.balance)
    print('account b balance:', b.balance)

这个示例中，有两个账户a和b，它们都被加上了一个锁来保证线程安全。在主程序中，分别启动了两个线程t1和t2来执行transfer()函数，并使用join()函数等待这两个线程结束。

transfer()函数用于将金额从一个账户转移到另一个账户。由于涉及到两个账户同时加锁，如果t1线程在执行withdraw()函数时占用了a对象的锁，而t2线程在执行withdraw()函数时占用了b对象的锁，那么就会发生死锁。

3. 解决方法

避免死锁的发生是多线程编程中的一项重要任务。下面提供几种解决死锁的方法：

• 避免占用多个锁：在编写线程时，可以尽量避免在单个线程中同时占用多个锁。

• 按顺序获取锁：如果要占用多个锁，可以按照一定的顺序获取锁，例如按照锁的名称的字典序进行获取。

• 设置超时时间：在等待锁的时候可以设置超时时间，如果等待超时则放弃等待并尝试其他操作。

• 使用RLock锁：Python中的RLock锁可以在同一线程中多次获取锁，不同于普通锁只能获取一次。

• 使用信号量Semaphore：Semaphore可以指定同一时间内只能有几个线程同时占用锁。

这些方法都可以有效地避免死锁的发生。需要根据具体的场景选择不同的解决方法。

希望这篇攻略能够帮助到您，如果还有其他问题可以继续提出。