我是否需要锁定来保护我的代码中的多线程竞争条件

Question

在 Windows 上使用 Python 2.7，并将使用支持真正多线程的 Jython。方法 sendMessage 用于接收来自特定客户端的消息，客户端可能会向其他几个客户端发送相同的消息（这就是参数 receivers 的用途，而 receivers一个列表）。方法 receiveMessage 用于接收来自其他客户端发送给特定客户端的消息。

问题是我是否需要方法 sendMessage 和 receiveMessage 的任何锁？我认为没有必要，因为即使客户端 X 正在接收其消息，另一个客户端 Y 附加到消息池以将消息传递给客户端 X 也是完美的。我认为 defaultdict/list，append/pop都是原子的，不需要保护。

如有错误欢迎指正

from collections import defaultdict

class Foo:
    def __init__(self):
        # key: receiver client ID, value: message
        self.messagePool = defaultdict(list)
    def sendMessage(self, receivers, message):
        # check valid for receivers
        for r in receivers:
            self.messagePool[r].append(message)
    def receiveMessage(self, clientID):
        result = []
        while len(self.messagePool[clientID]) > 0:
            result.append(self.messagePool[clientID].pop(0))

        return result

Answer 1

竞争条件是指两个或多个线程同时更改某些全局状态。

在 sendMessage 的代码中，您正在更改 self.messagePool[r]，这是一个全局对象。因此，self.messagePool[r] 应该在附加新项目之前锁定。

与您的 receiveMessage 函数相同。

list.append 和 list.pop 是自动化的 O(1) 和 O(1) 操作，因此它很少会导致任何竞争条件。但是，风险还是有的。

Answer 2

我建议使用 Queue 而不是 list。它是为 append\pop 带锁的线程设计的。

Answer 3

我认为这个问题已经在 CPython here and here (basically, you're safe because of GIL, although nothing in documentation (like on defaultdict or list) officially says about that). But I understand your concern about Jython, so let's solve it using some official source, like Jython source code. A pythonic list is a javaish PyList 中用这种代码得到了很好的回答：

public void append(PyObject o) {
    list_append(o);
}
final synchronized void list_append(PyObject o) {
...
}
public PyObject pop(int n) {
    return list_pop(n);
}
final synchronized PyObject list_pop(int n) {
...
}

并且因为我们有这些方法 synchronized，所以我们可以确定列表追加和弹出对于 Jython 也是线程安全的。因此，您的代码在线程处理方面似乎是安全的。

虽然 Queue 建议仍然有效，但它确实更适合这个用例。

我是否需要锁定来保护我的代码中的多线程竞争条件

do I need lock to protect mutli-thread race condition in my code

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