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virvaldium
Asked:2020-08-09 17:10:11 +0000 UTC2020-08-09 17:10:11 +0000 UTC

线程安全的单例实现

  • 772

你好！提示，请注意我对单例的实现。我按照pep-0318的建议实现它：总的来说，代码如下所示：

def singleton(cls):
    instance = {}

    def get_instance():
        if cls not in instance:
            instance[cls] = cls()
        return instance[cls]
    return get_instance()

@singleton
class MyClass:
      ******

我不知道为什么我的代码有效。我实验了10个线程，调用这个类的同一个方法，这个方法耗时很长（4-5秒的实时），但是锁不能被调用。这个实现线程安全吗？如果是，为什么？

python

2 个回答

  1. Best Answer

    CPython（标准 Python 解释器）使用GIL。因此，Python 中的线程不能并行工作（I/O 线程除外），而是依次（协作）工作。

    当一个线程启动时，GIL 会阻塞所有其他线程。

    了解有关 GIL wiki的更多信息，habr

    添加：

    单音本身的实现（方法中没有额外的锁）不是线程安全的。注意：

    @singleton
class MyClass:
    def __init__(self, a):
        self.a = a

    def sum(self, arr):
        for val in arr:
            self.a += val

def mrange( limit ):
    for i in range( limit ):
        yield i
        if i % 100 == 0:
            time.sleep(0.000001)

if __name__ == '__main__':

    obj = MyClass(0)

    start = time.time()

    threads_num = 2
    range_lenth = 100000

    threads = []

    for i in range( threads_num ):
        data =  range( range_lenth )
        #data = mrange( range_lenth )
        t = threading.Thread(target=obj.sum, args=(data,))
        t.start()
        threads.append(t)

    for thr in threads:
        thr.join()

    print(obj.a)
    print('Программа отработала за:',time.time() - start)

    使用标准范围时，程序可能会产生不同的结果，因为 有时会在操作内部发生中断+=

    % python threads.py 
9999900000
Программа отработала за: 0.024893522262573242
% python threads.py 
8426007253
Программа отработала за: 0.02556920051574707
% python threads.py 
6761264079
Программа отработала за: 0.02519679069519043

    但是如果由于某种原因，在单例方法内部，中断发生的频率超过了 GIL 的要求，那么结果将是稳定和正确的。（如果未注释data = mrange）。

    % python threads.py 
9999900000
Программа отработала за: 0.10795187950134277
% python threads.py 
9999900000
Программа отработала за: 0.08879899978637695
% python threads.py 
9999900000
Программа отработала за: 0.10483145713806152
    • 1

  2. 如果我正确理解了这个问题

    import threading, time


def singleton(cls):

    instance = None

    def inner(*args, **kwargs):
        nonlocal instance
        if instance is None:
            instance = cls(*args, **kwargs)
        return instance
    return inner


@singleton
class MyClass:

    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

    def add(self):
        self.a += 1
        self.b += 1


if __name__ == '__main__':

    obj = MyClass(1, 2)
    obj1 = MyClass(3, 4)
    print(obj == obj1)

    start = time.time()

    threads = []
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=obj.add)
        t.start()
        threads.append(t)

    for thr in threads:
        thr.join()

    print(obj.a, obj.b)
    print('Программа отработала за:',time.time() - start)
    # 0.002 сек.
    • 0

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