面试题：Python并发编程场景下continue语句边界条件的深度剖析

Question

在使用Python的多线程或异步编程（如`asyncio`库）时，假设有多个任务在同时执行，每个任务是一个循环结构，并且在循环中需要根据特定条件使用continue语句。例如，在一个异步任务中循环读取文件的每一行数据，当某一行数据满足某个复杂判断条件（比如该行包含特定字符串且长度大于10）时执行continue。请分析在并发场景下，continue语句对任务边界条件的影响，包括资源竞争、任务同步等方面，并给出一个完整的可运行的Python代码示例，展示如何正确处理这些边界条件。

Answer 1

分析

1. 资源竞争：在多线程场景下，如果多个线程访问和修改共享资源（如文件句柄），可能会出现资源竞争问题。当一个线程使用continue跳过部分操作时，可能会影响其他线程对共享资源的访问顺序和状态。例如，多个线程同时读取同一个文件，continue可能导致某个线程跳过一些行，使得其他线程读到的数据顺序与预期不符。 在异步编程（asyncio）中，虽然不存在线程间资源竞争问题，但如果多个异步任务共享资源（如数据库连接），同样可能出现资源竞争，continue也可能对资源使用顺序产生影响。
2. 任务同步：在多线程中，需要使用锁（threading.Lock）等同步机制来确保对共享资源的安全访问。当某个线程执行continue时，同步机制需要保证在跳过部分操作时不会破坏共享资源的一致性。在异步编程中，asyncio通过事件循环和async/await机制来管理任务执行，continue在异步任务中的使用需要配合await确保任务间的正确同步。

代码示例

多线程示例

import threading
import time

class FileReaderThread(threading.Thread):
    def __init__(self, file_path, lock):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.file_path = file_path
        self.lock = lock

    def run(self):
        with self.lock:
            with open(self.file_path, 'r') as file:
                for line in file:
                    if '特定字符串' in line and len(line) > 10:
                        continue
                    print(f"线程 {threading.current_thread().name} 处理行: {line.strip()}")
                    time.sleep(0.1)  # 模拟处理时间

file_path = 'test.txt'
lock = threading.Lock()
threads = []
for _ in range(3):
    thread = FileReaderThread(file_path, lock)
    threads.append(thread)
    thread.start()

for thread in threads:
    thread.join()

异步编程示例

import asyncio

async def read_file(file_path):
    async with aiofiles.open(file_path, 'r') as file:
        async for line in file:
            if '特定字符串' in line and len(line) > 10:
                continue
            print(f"异步任务处理行: {line.strip()}")
            await asyncio.sleep(0.1)  # 模拟处理时间

async def main():
    tasks = []
    file_path = 'test.txt'
    for _ in range(3):
        task = asyncio.create_task(read_file(file_path))
        tasks.append(task)
    await asyncio.gather(*tasks)

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

在上述多线程示例中，通过threading.Lock确保文件访问的线程安全。在异步示例中，使用aiofiles实现异步文件读取，并利用asyncio的事件循环和async/await机制管理任务同步。