Czy listy są bezpieczne dla wątków?

Zauważyłem, że często sugeruje się używanie kolejek z wieloma wątkami zamiast list i .pop(). Czy dzieje się tak, ponieważ listy nie są bezpieczne dla wątków lub z innego powodu?

Same listy są bezpieczne dla wątków. W CPythonie GIL chroni przed równoczesnym dostępem do nich, a inne implementacje dbają o użycie precyzyjnej blokady lub zsynchronizowanego typu danych dla ich implementacji list. Jednakże, podczas gdy list sami nie mogą przejść przez uszkodzony prób do równoczesnego dostępu listach męska dane nie są chronione. Na przykład:

L[0] += 1

nie ma gwarancji, że faktycznie zwiększy L [0] o jeden, jeśli inny wątek zrobi to samo, ponieważ +=nie jest to operacja atomowa. (Bardzo, bardzo niewiele operacji w Pythonie jest w rzeczywistości atomowych, ponieważ większość z nich może spowodować wywołanie dowolnego kodu w Pythonie). Powinieneś używać kolejek, ponieważ jeśli używasz tylko niezabezpieczonej listy, możesz uzyskać lub usunąć niewłaściwy element z powodu rasy warunki.

Aby wyjaśnić punkt w doskonałej odpowiedzi Thomasa, należy wspomnieć, że append() jest bezpieczny dla wątków.

Dzieje się tak, ponieważ nie ma obaw, że odczytywane dane będą w tym samym miejscu, gdy zaczniemy je pisać . append()Operacja nie odczytuje dane, to tylko zapisuje je na liście.

Oto niepełna jeszcze niewyczerpujący wykaz przykładów z listdziałalności i czy nie są one bezpieczne dla wątków. Mając nadzieję na uzyskanie odpowiedzi dotyczącej obj in a_listkonstruktem językowym tutaj .

Niedawno miałem taki przypadek, w którym musiałem stale dołączać do listy w jednym wątku, przeglądać elementy w pętli i sprawdzać, czy element był gotowy, w moim przypadku był to AsyncResult i usunąć go z listy tylko wtedy, gdy był gotowy. Nie mogłem znaleźć żadnych przykładów, które jasno pokazałyby mój problem Oto przykład pokazujący ciągłe dodawanie do listy w jednym wątku i ciągłe usuwanie z tej samej listy w innym wątku. Wadliwa wersja działa łatwo na mniejszych liczbach, ale utrzymuj liczby wystarczająco duże i uruchom kilka razy, a zobaczysz błąd

Wersja USZKODZONA

import threading
import time

# Change this number as you please, bigger numbers will get the error quickly
count = 1000
l = []

def add():
    for i in range(count):
        l.append(i)
        time.sleep(0.0001)

def remove():
    for i in range(count):
        l.remove(i)
        time.sleep(0.0001)


t1 = threading.Thread(target=add)
t2 = threading.Thread(target=remove)
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()

print(l)

Wyjście, gdy ERROR

Exception in thread Thread-63:
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/zup/.pyenv/versions/3.6.8/lib/python3.6/threading.py", line 916, in _bootstrap_inner
    self.run()
  File "/Users/zup/.pyenv/versions/3.6.8/lib/python3.6/threading.py", line 864, in run
    self._target(*self._args, **self._kwargs)
  File "<ipython-input-30-ecfbac1c776f>", line 13, in remove
    l.remove(i)
ValueError: list.remove(x): x not in list

Wersja wykorzystująca zamki

import threading
import time
count = 1000
l = []
lock = threading.RLock()
def add():
    with lock:
        for i in range(count):
            l.append(i)
            time.sleep(0.0001)

def remove():
    with lock:
        for i in range(count):
            l.remove(i)
            time.sleep(0.0001)


t1 = threading.Thread(target=add)
t2 = threading.Thread(target=remove)
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()

print(l)

Wynik

[] # Empty list

Wniosek

Jak wspomniano we wcześniejszych odpowiedziach, podczas gdy czynność dołączania lub wyskakiwania elementów z samej listy jest bezpieczna dla wątków, to, co nie jest bezpieczne dla wątków, to dołączanie do jednego wątku i wstawianie do innego