面试题：Python多线程数据共享的复杂场景处理

Question

假设你在开发一个多线程的金融交易系统，有多个线程同时对账户余额进行读写操作，可能会出现资源竞争问题。请设计一个基于Python多线程的数据共享策略，使用`threading.Condition`来确保资金的安全转移，并阐述你设计的思路。

Answer 1

import threading

class Account:
    def __init__(self, balance):
        self.balance = balance
        self.condition = threading.Condition()

    def transfer(self, amount, target_account):
        with self.condition:
            while self.balance < amount:
                self.condition.wait()
            self.balance -= amount
            target_account.deposit(amount)

    def deposit(self, amount):
        with self.condition:
            self.balance += amount
            self.condition.notify_all()

设计思路：

1. 定义账户类 Account：
   • 包含账户余额 balance 作为共享资源。
   • 创建 threading.Condition 对象 condition，用于线程间的协作和同步。
2. transfer 方法：
   • 使用 with self.condition 上下文管理器获取锁。
   • 检查当前账户余额是否足够，如果不足则调用 self.condition.wait() 使当前线程等待，释放锁并暂停执行，直到被其他线程唤醒。
   • 当余额足够时，扣除相应金额，并调用目标账户的 deposit 方法。
3. deposit 方法：
   • 使用 with self.condition 上下文管理器获取锁。
   • 增加账户余额，并调用 self.condition.notify_all() 唤醒所有等待在 condition 上的线程，通知它们账户余额已经改变，可能满足了等待条件。这样，通过 threading.Condition 实现了多线程环境下对账户余额操作的安全控制，避免了资源竞争问题，确保资金的安全转移。