Python 使用 `with:` 语句的文件锁模块行为

Question

我只是想知道 python 模块文件锁的细节及其在某些情况下的行为。

首先，with: 语句究竟是如何被线程处理的。如果多个线程调用 with: 是否会逐个线程锁定？有没有可能两个线程同时获取锁？

其次，当我使用with:时，我必须在使用后清除锁吗？ with:语句执行完后锁会自动清除吗？

第三，我的代码中有一个实例，我认为必须创建一个文件然后立即将其锁定。目前我正在使用这个：

channel_file = open(os.path.join('channels', username), 'w+')
with filelock.FileLock(os.path.join('channels', username)):
  channel_file.write(json.dumps({'rate': reobj.group(1),'time': reobj.group(2)}))

如果自文件创建以来另一个线程有可能读取该文件，这是否可以防止这种情况发生？

这也引出了第四点。使用 with: 时文件锁是否锁定读取访问权限？

Answer 1

FileLock 维护一个锁计数器，该计数器在进程中的所有线程之间共享，并受到 thread-wise 锁的保护。每次调用 acquire() 都会增加锁计数器，并且在计数器为零时额外获得 OS-level 文件锁。同样，每次调用 release() 都会减少锁定计数器并在计数器达到零时解锁文件。

因此，如果两个线程同时获取锁，则文件会在OS级别被本进程锁一次，锁计数器会增加2。两个线程不会互相阻塞。
with:的重点是在其作用域退出后自动获取和释放锁。见 What is the python "with" statement designed for?.

文件锁用于防止当前进程之外的文件访问。它不用于 thread-wise 锁定。使用常规 threading.Lock 进行 thread-wise 锁定。

# in __main__ or somewhere before we start the threads.
channel_lock = threading.Lock()

# in the worker thread
with channel_lock:
    with open(...) as channel_file:
        channel_file.write(...)

有关实施细节，您可以参考 source code of py-filelock。

Python 使用 `with:` 语句的文件锁模块行为

Python filelock module behavior using `with:` statement

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