明天的文章，咱们一起来聊聊多线程场景当中不可或缺的另外一个局部——锁。

如果你学过操作系统，那么对于锁应该不生疏。锁的含意是线程锁，能够用来指定某一个逻辑或者是资源同一时刻只能有一个线程拜访。这个很好了解，就如同是有一个房间被一把锁锁住了，只有拿到钥匙的人才能进入。每一个人从房间门口拿到钥匙进入房间，出房间的时候会把钥匙再放回到门口。这样下一个到门口的人就能够拿到钥匙了。这里的房间就是某一个资源或者是一段逻辑，而拿取钥匙的人其实指的是一个线程。

加锁的起因

咱们明确了锁的原理，不禁有了一个问题，咱们为什么须要锁呢，它在哪些场景当中会用到呢？

其实它的应用场景十分广，咱们举一个非常简单的例子，就是淘宝买货色。咱们都晓得商家的库存都是无限的，卖掉一个少一个。如果说以后某个商品库存只剩下一个，但当下却有两个人同时购买。两个人同时购买也就是有两个申请同时发动购买申请，如果咱们不加锁的话，两个线程同时查问到商品的库存是1，大于0，进行购买逻辑之后，同时减一。因为两个线程同时执行，所以最初商品的库存会变成-1。

显然商品的库存不应该是一个正数，所以咱们须要防止这种状况产生。通过加锁能够完满解决这个问题。咱们规定一次只能有一个线程发动购买的申请，那么这样当一个线程将库存减到0的时候，第二个申请就无奈批改了，就保障了数据的准确性。

代码实现

那么在Python当中，咱们怎么样来实现这个锁呢？

其实很简略，threading库当中曾经为咱们提供了线程的工具，咱们间接拿过去用就能够了。咱们通过应用threading当中的Lock对象， 能够很轻易的实现办法加锁的性能。

import threadingclass PurchaseRequest:    '''    初始化库存与锁    '''    def __init__(self, initial_value = 0):        self._value = initial_value        self._lock = threading.Lock()    def incr(self,delta=1):        '''        加库存        '''        self._lock.acquire()        self._value += delta        self._lock.release()    def decr(self,delta=1):        '''        减库存        '''        self._lock.acquire()        self._value -= delta        self._lock.release()

咱们从代码当中就能够很轻易的看出Lock这个对象的应用办法，咱们在进入加锁区（资源抢占区）之前，咱们须要先应用lock.acquire()办法获取锁。Lock对象能够保障同一时刻只能有一个线程获取锁，只有获取了锁之后才会持续往下执行。当咱们执行实现之后，咱们须要把锁“放回门口”，所以须要再调用一下release办法，示意锁的开释。

这里有一个小问题是很多程序员在编程的时候总是会遗记release，导致不必要的bug，而且这种分布式场景当中的bug很难通过测试发现。因为测试的时候往往很难测试并发场景，code review的时候也很容易疏忽，因而一旦泄露了还是挺难发现的。

为了解决这个问题，Lock还提供了一种改良的用法，就是应用with语句。with语句咱们之前在应用文件的时候用到过，应用with能够替咱们实现try catch以及资源回收等工作，咱们只管用就完事了。这里也是一样，应用with之后咱们就能够不必管锁的申请和开释了，间接写代码就行，所以下面的代码能够改写成这样：

import threadingclass PurchaseRequest:    '''    初始化库存与锁    '''    def __init__(self, initial_value = 0):        self._value = initial_value        self._lock = threading.Lock()    def incr(self,delta=1):        '''        加库存        '''  with self._lock:         self._value += delta    def decr(self,delta=1):        '''        减库存        '''        with self._lock:         self._value -= delta

这样看起来是不是清新很多？

可重入锁

下面介绍的只是最简略的锁，咱们常常应用的往往是可重入锁。

什么叫可重入锁呢？简略解释一下，就是在一个线程曾经持有了锁的状况下，它能够再次进入被加锁的区域。然而既然线程还持有锁没有开释，那么它不应该还是在加锁区域吗，怎么会有须要再次进入被加锁区域的状况呢？其实是有的，情理也很简略，就是递归。

咱们把下面的例子略微改一点点，就齐全不一样了。

import threadingclass PurchaseRequest:    '''    初始化库存与锁    '''    def __init__(self, initial_value = 0):        self._value = initial_value        self._lock = threading.Lock()    def incr(self,delta=1):        '''        加库存        '''  with self._lock:         self._value += delta    def decr(self,delta=1):        '''        减库存        '''        with self._lock:         self.incr(-delta)

咱们关注一下下面的decr办法，咱们用incr来代替了本来的逻辑实现了decr。然而有一个问题是decr也是一个加锁的办法，须要前一个锁开释了能力进入。但它曾经持有了锁了，那么这种状况下就会产生死锁。

咱们只须要把Lock换成可重入锁就能够解决这个问题，只须要批改一行代码。

import threadingclass PurchaseRequest:    '''    初始化库存与锁    咱们应用RLock代替了Lock，也可重入锁代替了一般锁    '''    def __init__(self, initial_value = 0):        self._value = initial_value        self._lock = threading.RLock()    def incr(self,delta=1):        '''        加库存        '''  with self._lock:         self._value += delta    def decr(self,delta=1):        '''        减库存        '''        with self._lock:         self.incr(-delta)

总结

明天咱们的文章介绍了Python当中锁的应用办法，以及可重入锁的概念。在并发场景下开发和调试都是一个比拟艰难的工作，略微不小心就会踩到各种各样的坑，死锁只是其中一种比拟常见并且比拟容易解决的问题，除此之外还有很多其余各种各样的问题。

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