条件变量是一种在多线程编程中常用的同步机制。它允许线程在满足特定条件之前等待,并在条件满足时被唤醒继续执行。条件变量通常与互斥锁一起使用,以确保线程之间的安全访问共享资源。
条件变量的基本示例可以通过以下代码展示:
import threading
# 创建互斥锁和条件变量
mutex = threading.Lock()
condition = threading.Condition(mutex)
# 共享资源
shared_resource = []
# 生产者线程
def producer():
global shared_resource
# 获取互斥锁
mutex.acquire()
# 检查条件是否满足
while len(shared_resource) >= 10:
# 条件不满足,等待
condition.wait()
# 生产资源
shared_resource.append("new_item")
# 唤醒等待的消费者线程
condition.notify()
# 释放互斥锁
mutex.release()
# 消费者线程
def consumer():
global shared_resource
# 获取互斥锁
mutex.acquire()
# 检查条件是否满足
while len(shared_resource) == 0:
# 条件不满足,等待
condition.wait()
# 消费资源
item = shared_resource.pop()
# 唤醒等待的生产者线程
condition.notify()
# 释放互斥锁
mutex.release()
# 创建生产者和消费者线程
producer_thread = threading.Thread(target=producer)
consumer_thread = threading.Thread(target=consumer)
# 启动线程
producer_thread.start()
consumer_thread.start()
# 等待线程结束
producer_thread.join()
consumer_thread.join()
在上述示例中,我们使用了一个互斥锁和一个条件变量来实现生产者-消费者模型。生产者线程通过获取互斥锁来访问共享资源,如果共享资源已满,则通过条件变量等待。当消费者线程消费资源后,通过条件变量唤醒等待的生产者线程。
条件变量的优势在于它可以有效地减少线程的忙等待时间,提高系统的性能和资源利用率。它适用于多线程之间需要等待特定条件满足的场景,如生产者-消费者模型、任务调度等。
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