Python MultiThread多线程中的Lock用途?

Lock机制通常会使用於，当有多个线程要使用同一个代码资源，且对同一个全域(共享)变数进行修改的时候。
例如当有多个线程要使用同一段程序码资源时，若不想要在使用期间被其他线程拿来同时使用，此时就可以用 锁(Lock) 的机制来确保资源一次只给一个线程运行。

用排队上厕所来比喻吧！

假如今天有一间厕所(function)和一把钥匙(threading.Lock())，有很多的人(threads)都在排队要大号，先到的人(thread)就可以获得厕所门的钥匙(lock)，并且在上厕所的时候会把门锁起来(lock.acquire())，此时正在排队的其他人就只能在门外等待，直到正在大号的人把门打开将钥匙交出来(lock.release())，这样下一个人就能拿到这钥匙进入厕所，并把门锁起来以防止他人进入，以此类推～

如何使用Lock?

创建一个lock对象: lock = threading.Lock()
获取使用lock: lock.acquire()
解除释放lock: lock.release()

程序码范例:

import threading
import time

lock = threading.Lock()  # 厕所门的钥匙(lock)
toilet = []  # 放屎的马桶(list)

# 厕所(function)
def WC():
    lock.acquire()  # 使用钥匙将厕所门上锁

    toilet.append(f"{threading.current_thread().name}: 拉了第1坨屎")  # 将当前的人(线程)所拉的第一屎放进马桶(list)中
    time.sleep(0.1)
    toilet.append(f"{threading.current_thread().name}: 拉了第2坨屎")  # 将当前的人(线程)所拉的第二屎放进马桶(list)中

    lock.release()  # 将厕所门解锁, 并把钥匙放在旁边等下一个人来拿


# 产生3位排队大号的人
for i in range(3):
    wc_thread = threading.Thread(target=WC)
    wc_thread.start()  # 第 i 个人开始进厕所大号

time.sleep(1)  # 等待一秒确保三个人都上完厕所, 且马桶内都有他们排放的屎了
print(toilet)  # 将马桶内的屎打印出来看排序

输出结果:

使用Lock:

['Thread-1: 拉了第1坨屎', 'Thread-1: 拉了第2坨屎', 'Thread-2: 拉了第1坨屎', 'Thread-2: 拉了第2坨屎', 'Thread-3: 拉了第1坨屎', 'Thread-3: 拉了第2坨屎']

不使用Lock:

['Thread-1: 拉了第1坨屎', 'Thread-2: 拉了第1坨屎', 'Thread-3: 拉了第1坨屎', 'Thread-1: 拉了第2坨屎', 'Thread-3: 拉了第2坨屎', 'Thread-2: 拉了第2坨屎']

由此可知，有使用Lock的马桶(list)结果会是:
先等第一个人(Thread-1)拉完两坨屎後，第二位(Thread-2)和第三位(Thread-3)才会接续继续。

反之，不使用Lock的马桶(list)结果会是:
第一个人(Thread-1)才刚拉完第一坨屎，都还没拉完第二坨，第二位(Thread-2)和第三位(Thread-3)就一起进来各拉了第一坨屎，後续也一起拉了第二坨，等於现在这间厕所内同时有三个人在拉屎。

结论:

当有多个执行绪同时执行lock.acquire()时，只有一个执行绪能成功获取到锁，并且继续执行程序码，其他的执行绪就只能等待直到锁被释放并获得为止。