面试题：Python中互斥锁的常见应用场景及示例

Question

请举例说明Python中互斥锁（Mutex）在多线程编程中的常见应用场景，并编写一个简单的代码示例展示其用法。

Answer 1

常见应用场景

在多线程编程中，当多个线程需要访问共享资源（如文件、数据库连接、共享变量等）时，如果不加以控制，可能会导致数据竞争和不一致性问题。互斥锁（Mutex）可用于确保同一时间只有一个线程能够访问共享资源，从而避免这些问题。例如，多个线程同时对一个共享的计数器进行加一操作，如果没有互斥锁保护，可能会出现计算结果错误的情况。

代码示例

import threading

# 共享资源
counter = 0
# 创建互斥锁
mutex = threading.Lock()


def increment():
    global counter
    for _ in range(1000000):
        # 获取锁
        mutex.acquire()
        try:
            counter += 1
        finally:
            # 释放锁
            mutex.release()


threads = []
for _ in range(2):
    t = threading.Thread(target=increment)
    threads.append(t)
    t.start()

for t in threads:
    t.join()

print(f"Final counter value: {counter}")

在上述代码中，mutex.acquire() 用于获取锁，确保同一时间只有一个线程能进入临界区（对 counter 进行操作的代码块）。try - finally 块确保无论在临界区内发生什么，锁最终都会被释放，避免死锁情况。通过使用互斥锁，两个线程对 counter 的操作不会相互干扰，保证了数据的一致性。