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。 sendMessage 方法用于接收来自特定客户端的消息，并且客户端可以将相同的消息发送给其他几个客户端（这是receivers 的参数，receivers 是一个列表）。方法receiveMessage用于接收来自其他客户端的特定客户端的消息。

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 也可以附加到消息池以将消息传递给客户端 X。我认为对于 defaultdict/list，附加/弹出是既原子又不需要保护。

如果我错了，请随时纠正我。

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]，它是一个全局对象。因此，self.messagePool[r] 应在添加新项目之前锁定。

与您的 receiveMessage 函数相同。

list.append 和 list.pop 是武装 O(1) 和 O(1) 操作，因此它很少会导致任何竞争条件。但是，风险仍然存在。

Answer 2

我建议使用Queue 而不是list。它是为在线程中追加\弹出而设计的。

Answer 3

我认为 CPython here 和 here 已经很好地回答了这个问题（基本上，由于 GIL，你是安全的，尽管文档中没有任何内容（如 defaultdict 或 list）正式说明那）。但我理解您对 Jython 的担忧，所以让我们使用一些官方资源来解决它，例如 Jython source code。 pythonic list 是 javaish PyList 有这种代码：

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) {
...
}

由于我们有这些方法synchronized，我们可以确定列表追加和弹出在 Jython 中也是线程安全的。因此，您的代码似乎是安全的线程。

虽然Queue 的建议仍然有效，但它确实更适合这个用例。