作者：小K

來源：麥叔編程

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上期我給大家介紹了什么是線程安全和線程非安全，今天帶大家深入了解下為什么會存在這兩種情況。

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原子操作

大家還記得數據庫的事務正確執行的四個基本要素ACID嗎？

因為ACID的存在，數據庫的事務被執行之后，要么全都完成（commit），要么全都不完成（rollback），不會存在部分完成，或錯誤完成的情況。

其中，原子性（Atomicity）是保障這個特性重要的要素，就像原子不能被分割那樣。

在Python中，「原子操作（操作原子性）是保證線程安全最重要的因素?！?/span>

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原子操作：一旦操作開始，就要一直運行到結束，沒有任何線程調度機制能打斷它的操作。

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如何判斷是否是原子操作

上一篇的例子中，我們通過運行代碼可知zero += 1和zero -= 1是線程非安全操作。

那么有什么辦法在能不運行代碼的階段去找到它呢？

「可以用dis模塊分析?！?/span>

from dis import diszero = 0def operation(): global zero    zero += 1 zero -= 1dis(operation)

運行代碼：

28 0 LOAD_GLOBAL 0 (zero) 2 LOAD_CONST 1 (1) 4 INPLACE_ADD 6 STORE_GLOBAL 0 (zero) 29 8 LOAD_GLOBAL 0 (zero) 10 LOAD_CONST 1 (1) 12 INPLACE_SUBTRACT 14 STORE_GLOBAL 0 (zero) 16 LOAD_CONST 0 (None) 18 RETURN_VALUE

zero += 1操作 對應：

12 INPLACE_SUBTRACT14 STORE_GLOBAL 0 (zero)

zero -= 1操作 對應：

4 INPLACE_ADD6 STORE_GLOBAL 0 (zero)

這一行的代碼其實在解釋器中是分兩次去執行的，在多線程的情況下就可能導致「計算」(INPLACE_ADD)完成了但是線程切換到別處去了，「賦值」STORE_GLOBAL沒有按順序被執行到，所以引起了線程非安全操作。

「看完線程非安全操作的dis代碼，我們再看看線程安全操作的dis代碼：」

from dis import dislst = []def operation(): global lst    lst.append("maishu")    lst.pop()dis(operation)

運行代碼：

26 0 LOAD_GLOBAL 0 (lst) 2 LOAD_METHOD 1 (append) 4 LOAD_CONST 1 ('maishu') 6 CALL_METHOD 1 8 POP_TOP 27 10 LOAD_GLOBAL 0 (lst) 12 LOAD_METHOD 2 (pop) 14 CALL_METHOD 0 16 POP_TOP 18 LOAD_CONST 0 (None) 20 RETURN_VALUE

lst.append("maishu")操作 對應：

8 POP_TOP

lst.pop()操作 對應：

16 POP_TOP

只有一行語句就完成了對lst的操作，所以不怕線程怎么去切換。

不信？

上多線程，再把鎖去了跑幾次：

import threadinglst = []def operation(): global lst for i in range(3000000):        lst.append("maishu")        lst.pop()        th1 = threading.Thread(target = operation)th2 = threading.Thread(target = operation)th1.start()th2.start()th1.join()th2.join()print(lst)

運行N次之后：

附錄

附上常見的線程安全操作和線程非安全操作

線程安全操作

L.append(x)L1.extend(L2)x = L[i]x = L.pop()L1[i:j] = L2L.sort()x = yx.field = yD[x] = yD1.update(D2)D.keys()

線程非安全操作

i = i+1L.append(L[-1])L[i] = L[j]D[x] = D[x] + 1