面试题：Python多变量赋值原子性验证基础

Question

在Python中，如何通过简单示例验证多变量赋值是否具有原子性？请写出代码并解释其原理。

Answer 1

代码示例

import threading

a = 0
b = 0

def change_values():
    global a, b
    a, b = 1, 2

threads = []
for _ in range(100):
    t = threading.Thread(target=change_values)
    threads.append(t)
    t.start()

for t in threads:
    t.join()

print(f"a: {a}, b: {b}")

原理解释

1. 多变量赋值原子性含义：原子性操作是指不会被线程调度机制打断的操作，一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何上下文切换。在Python中，多变量赋值 a, b = 1, 2 理论上是原子性的。
2. 代码验证逻辑：
   • 定义了全局变量 a 和 b 初始值都为 0。
   • change_values 函数对 a 和 b 进行多变量赋值 a, b = 1, 2。
   • 创建100个线程同时执行 change_values 函数。如果多变量赋值不是原子性的，在多线程环境下，可能会出现 a 和 b 的值不一致的情况，比如 a 被赋值为 1 但 b 还没来得及被赋值为 2 就被其他线程打断。
   • 最后通过打印 a 和 b 的值来验证。如果每次运行程序，a 总是 1 且 b 总是 2，则说明多变量赋值在Python中是原子性的。实际上，由于Python的CPython解释器的实现机制，多变量赋值在字节码层面是原子性操作，在这个测试中，a 和 b 的值总会被正确赋值。