Python - 从多个线程附加到同一个文件

Question

我正在编写一个应用程序，它可以从多个线程将行附加到同一个文件。

我遇到了一个问题，其中一些行被附加而没有新行。

有什么解决办法吗？

class PathThread(threading.Thread):
    def __init__(self, queue):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.queue = queue

    def printfiles(self, p):
        for path, dirs, files in os.walk(p):
            for f in files:
                print(f, file=output)

    def run(self):
        while True:
            path = self.queue.get()
            self.printfiles(path)
            self.queue.task_done()


pathqueue = Queue.Queue()
paths = getThisFromSomeWhere()

output = codecs.open('file', 'a')

# spawn threads
for i in range(0, 5):
    t = PathThread(pathqueue)
    t.setDaemon(True)
    t.start()

# add paths to queue
for path in paths:
    pathqueue.put(path)

# wait for queue to get empty
pathqueue.join()

Answer 1

解决方案是只在一个线程中写入文件。

import Queue  # or queue in Python 3
import threading

class PrintThread(threading.Thread):
    def __init__(self, queue):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.queue = queue

    def printfiles(self, p):
        for path, dirs, files in os.walk(p):
            for f in files:
                print(f, file=output)

    def run(self):
        while True:
            result = self.queue.get()
            self.printfiles(result)
            self.queue.task_done()

class ProcessThread(threading.Thread):
    def __init__(self, in_queue, out_queue):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.in_queue = in_queue
        self.out_queue = out_queue

    def run(self):
        while True:
            path = self.in_queue.get()
            result = self.process(path)
            self.out_queue.put(result)
            self.in_queue.task_done()

    def process(self, path):
        # Do the processing job here

pathqueue = Queue.Queue()
resultqueue = Queue.Queue()
paths = getThisFromSomeWhere()

output = codecs.open('file', 'a')

# spawn threads to process
for i in range(0, 5):
    t = ProcessThread(pathqueue, resultqueue)
    t.setDaemon(True)
    t.start()

# spawn threads to print
t = PrintThread(resultqueue)
t.setDaemon(True)
t.start()

# add paths to queue
for path in paths:
    pathqueue.put(path)

# wait for queue to get empty
pathqueue.join()
resultqueue.join()

Answer 2

您永远不会在同一行上看到混乱的文本或在一行中间看到新行这一事实表明您实际上不需要同步附加到文件。问题是您使用 print 写入单个文件句柄。我怀疑print 实际上是在一次调用中对文件句柄执行 2 次操作，并且这些操作在线程之间竞速。基本上print 正在做类似的事情：

file_handle.write('whatever_text_you_pass_it')
file_handle.write(os.linesep)

并且由于不同的线程同时在同一个文件句柄上执行此操作，有时一个线程将进入第一次写入，然后另一个线程将进入第一次写入，然后您将连续获得两个回车符。或者实际上是这些的任何排列。

解决这个问题的最简单方法是停止使用print，直接使用write。试试这样的：

output.write(f + os.linesep)

这对我来说仍然很危险。我不确定所有使用相同文件句柄对象并争夺其内部缓冲区的线程可以期待什么保证。个人 id 旁观整个问题，只是让每个线程都有自己的文件句柄。另请注意，这是有效的，因为写入缓冲区刷新的默认设置是行缓冲的，因此当它对文件进行刷新时，它以os.linesep 结束。强制它使用行缓冲发送1 作为open 的第三个参数。你可以像这样测试它：

#!/usr/bin/env python
import os
import sys
import threading

def hello(file_name, message, count):
  with open(file_name, 'a', 1) as f:
    for i in range(0, count):
      f.write(message + os.linesep)

if __name__ == '__main__':
  #start a file
  with open('some.txt', 'w') as f:
    f.write('this is the beginning' + os.linesep)
  #make 10 threads write a million lines to the same file at the same time
  threads = []
  for i in range(0, 10):
    threads.append(threading.Thread(target=hello, args=('some.txt', 'hey im thread %d' % i, 1000000)))
    threads[-1].start()
  for t in threads:
    t.join()
  #check what the heck the file had
  uniq_lines = set()
  with open('some.txt', 'r') as f:
    for l in f:
      uniq_lines.add(l)
  for u in uniq_lines:
    sys.stdout.write(u)

输出如下：

hey im thread 6
hey im thread 7
hey im thread 9
hey im thread 8
hey im thread 3
this is the beginning
hey im thread 5
hey im thread 4
hey im thread 1
hey im thread 0
hey im thread 2

Answer 3

也许还有一些不应该出现的换行符？

您应该牢记这样一个事实，即一次不应由多个线程访问共享资源，否则可能会发生不可预知的后果（在使用线程时称为“原子操作”）。

看看这个页面有点直觉：Thread Synchronization Mechanisms in Python