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python 中的竞争条件

多线程或多进程并发访问和修改同一共享资源时，可能出现竞争条件，导致程序结果依赖于线程或进程的执行顺序。

关键点：

  1. 成因: 缺乏合适的同步机制。
  2. 后果: 产生不可预测或错误的结果，因为线程之间存在资源竞争。
  3. 示例: 两个线程同时更新一个共享计数器：
counter = 0

def increment():
    global counter
    for _ in range(1000):
        counter += 1  # 非线程安全操作

thread1 = threading.Thread(target=increment)
thread2 = threading.Thread(target=increment)

thread1.start()
thread2.start()
thread1.join()
thread2.join()

print(counter)  # 结果可能小于2000，不可预测

如果没有正确的同步，线程会互相干扰，导致最终结果不确定。

如何避免竞争条件：

  • 使用锁（例如 threading.Lock 或 threading.RLock）保护临界区，确保同一时间只有一个线程访问共享资源。
  • 使用锁的示例：
import threading

counter = 0
lock = threading.Lock()

def increment():
    global counter
    for _ in range(1000):
        with lock:  # 保证一次只有一个线程进入该代码块
            counter += 1

thread1 = threading.Thread(target=increment)
thread2 = threading.Thread(target=increment)

thread1.start()
thread2.start()
thread1.join()
thread2.join()

print(counter)  # 结果始终为2000

面试技巧：

  • 竞争条件源于对共享资源的非同步访问。
  • 解决方法是使用锁或其他同步机制。