信号量（Semaphore）

在python的多线程体系中，一共有4种锁：

同步锁（互斥锁）：Lock；
递归锁：RLock；
信号量：Semaphore；
同步条件锁：Condition.

信号量（semaphore）是一种可以控制线程并发数的锁，也就是控制同一时刻有多少线程可以获取内存资源。信号量通过内部计数器来控制线程的进入和执行，实例属性value用来设置计数器的大小（默认为1）。这就好比在一个地方有10个停车位（value=10），同时可以停10辆车；当第11辆车过来时，需要等待其他车辆把停车位让出来。信号量相当于批量给线程加锁，Lock和RLock都是给一个线程加锁，而我们实例化一个信号量后，就可以给多个线程加锁，保证同一时刻多个线程在执行（其实是来回切换）。

Semaphore内部也定义了acquire()和release()两个方法。当调用acquire()方法时内部计数器减1，有线程获取了执行权；调用release()方法时计数器加1，有线程释放了执行权，其他线程就可以进入执行。当计数器的值等于0时，acquire()方法会阻塞线程的执行，直到有线程调用release()方法后使该计数器的值大于0。

acquire(blocking=True, timeout=None)：当使用默认参数调用该方法时，如果内部计数器大于1，将其减1。
- 第一个参数blocking，默认为True，即当计数器（value值）为0时阻塞线程进入执行，直到有其他线程调用release()方法将计数器设置到大于0，这个过程有严格的联锁控制，以保证如果有多条线程正在等待解锁，release() 调用只会唤醒其中一条线程（随机唤醒）。此时这个方法返回True，或无限阻塞；如果blocking=False，则不阻塞线程的执行，但是这种情况下其他线程获取执行失败，此时acquire方法返回False。
- 第二参数timeout，设置最多阻塞多少秒，如果超时（即在这段时间内线程并未获取执行权），就会返回False。
release()：没有参数，调用该方法时，使内部计数器加1（释放某个线程，允许其他等待线程进入执行）。

示例1：当调用默认参数的acquire方法时：

 1 import threading, time
 2 
 3 
 4 class MyThread(threading.Thread):
 5 
 6     def run(self):
 7         get_flag = semaphore.acquire() # 线程获取执行权
 8         print("get_flag(before if)--->", get_flag) # 打印acquire()方法的返回值
 9         if get_flag:
10             print(self.name, "...at ", time.ctime())
11             time.sleep(3) # 每个线程执行3秒
12             print("%s has done... at %s" % (self.name, time.ctime()))
13             semaphore.release()
14 
15 
16 if __name__ == "__main__":
17 
18     semaphore = threading.Semaphore(2) # 容量为2，每次允许2个线程执行
19 
20     threads = []
21 
22     for i in range(10): # 创建10个线程实例
23         threads.append(MyThread())
24 
25     for t in threads:
26         t.start()

打印结果如下：

get_flag(before if)---> True
Thread-1 ...at  Mon Mar 25 10:51:21 2019
get_flag(before if)---> True
Thread-2 ...at  Mon Mar 25 10:51:21 2019
Thread-2 has done... at Mon Mar 25 10:51:24 2019
get_flag(before if)---> True
Thread-1 has done... at Mon Mar 25 10:51:24 2019
Thread-3 ...at  Mon Mar 25 10:51:24 2019
get_flag(before if)---> True
Thread-4 ...at  Mon Mar 25 10:51:24 2019
Thread-4 has done... at Mon Mar 25 10:51:27 2019
Thread-3 has done... at Mon Mar 25 10:51:27 2019
get_flag(before if)---> True
get_flag(before if)---> True
Thread-6 ...at  Mon Mar 25 10:51:27 2019
Thread-5 ...at  Mon Mar 25 10:51:27 2019
Thread-5 has done... at Mon Mar 25 10:51:30 2019
Thread-6 has done... at Mon Mar 25 10:51:30 2019
get_flag(before if)---> True
get_flag(before if)---> True
Thread-7 ...at  Mon Mar 25 10:51:30 2019
Thread-8 ...at  Mon Mar 25 10:51:30 2019
Thread-7 has done... at Mon Mar 25 10:51:33 2019
Thread-8 has done... at Mon Mar 25 10:51:33 2019
get_flag(before if)---> True
get_flag(before if)---> True
Thread-9 ...at  Mon Mar 25 10:51:33 2019
Thread-10 ...at  Mon Mar 25 10:51:33 2019
Thread-10 has done... at Mon Mar 25 10:51:36 2019
Thread-9 has done... at Mon Mar 25 10:51:36 2019

Process finished with exit code 0

可以看到，当使用默认blocking=True时，每个线程都成功地获取了执行权。每次允许2个线程执行，其他线程会被阻塞，等待被执行的线程释放执行权后，其他线程再进入执行。

示例2：当blocking=False时

 1 import threading, time
 2 
 3 
 4 class MyThread(threading.Thread):
 5 
 6     def run(self):
 7         get_flag = semaphore.acquire(blocking=False)
 8         print("get_flag(before if)--->", get_flag)
 9         if get_flag:
10             print(self.name, "...at ", time.ctime())
11             time.sleep(3)
12             print("%s has done... at %s" % (self.name, time.ctime()))
13             semaphore.release()
14 
15 
16 if __name__ == "__main__":
17 
18     semaphore = threading.Semaphore(2)
19 
20     threads = []
21 
22     for i in range(10):
23         threads.append(MyThread())
24 
25     for t in threads:
26         t.start()

打印结果：

get_flag(before if)---> True
Thread-1 ...at  Mon Mar 25 10:57:27 2019
get_flag(before if)---> True
Thread-2 ...at  Mon Mar 25 10:57:27 2019
get_flag(before if)---> False
get_flag(before if)---> False
get_flag(before if)---> False
get_flag(before if)---> False
get_flag(before if)---> False
get_flag(before if)---> False
get_flag(before if)---> False
get_flag(before if)---> False
Thread-2 has done... at Mon Mar 25 10:57:30 2019
Thread-1 has done... at Mon Mar 25 10:57:30 2019

Process finished with exit code 0

可以看到，第一批的线程获取了执行权；但是其他线程并没有被阻塞（blocking=False），所以它们也会去争取执行权，但是获取失败，acquire()方法返回了False。即便线程释放了执行权，其他线程也不再去争取了。所有线程就会在第一批线程执行结束后退出。

参考：

http://www.cnblogs.com/yuanchenqi/articles/6248025.html

https://blog.csdn.net/asdasdasd123123123/article/details/84139000

信号量（Semaphore）

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