深入理解Python的TLS机制和Threading.local()

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顶端的代码你可能会疯掉。没法 你可能就考虑想把你某些参数提出来,当成全局变量算了,哪一层用到了直接用就好了,只能要我无缘无故 的不停的被当成局部变量传参。文章Alternatives to global variables and passing the same value over a long chain of calls描述了你某些问提报告 ,全都我你某些后后再次老出的问提报告 全都我,可能某些代码程序会不可控的更改你某些变量,导致 你的程序存在未知错误。你把你某些参数变成全局的暴露出来,没法 基于的假设全都我该参数无需被随意修改!一旦你某些假设崩塌,你的程序可能会存在灾难后果。这不符合软件设计的开闭原则。全都当我们都使用TLS技术化解你某些矛盾。

TLS变量某些人会根据当前调用他的Thread对象,根据Thread对象得到该程序维护的 TLS 副本集合,全都我进一步根据当前TLS的key,查到到key对一个多的TLS副本数据。原先 就给每个程序造成四种 假象,以为当我们都可不还可不可以 同去更新一个多全局共享变量可能静态类对象。

userName = threading.local()

2.2 实现源码分析

all = ["local"]

class _localbase(object):

Session1.join()

Session2.join()

上述Threadlocal的实现原理你这个一个多全局的词典,词典的key是程序id,value全都我共享的全局变量的副本。每次访问全局变量的后后,你访问到的其实 是副本,全都我Python使用黑魔法帮当我们都屏蔽了你某些userName.val 的访问细节,其实 他访问的是词典中的对应程序所拥有的对象副本。

a = A()

a.y = 3

old_dict = a.__dict__

print(old_dict)

d = {'x':1}

a.substitute(d)

print(a.__dict__)

a.y = 777

print(a.__dict__)

print(d)

def SessionThread(userName_in):

def getMysqlConn(passwd, db, host="localhost", port=34006, user="root", charset='utf8'):

a = A(shared_x=111, shared_y=222)

a.y = 3

old_dict = a.__dict__

print(old_dict)

d = {'x':1}

a.substitute(d)

print(a.__dict__)

a.y = 777

print(a.__dict__)

print(d)

print(old_dict)

下图全都我访问每个程序访问过程,实际上操作的是程序某些人的私有数据副本。同去还可不可以 注意的还是那句话,使用 ThreadLocal对象不导致 分析你的程序不还可不可以 再枷锁,比如你某些 ThreadLocal 对象可能又引用了某些共享状况的对象,没法 就要对你某些共享状况对象的操作进行枷锁实现同步和互斥。

ThreadLocal 实现过程

3 TLS 在Java 中的运用和实现

3.1 简单使用

public class ThreadLocalExample {

下面的例子展示了Python黑魔法的一个多替换词典的依据,可不还可不可以 运行看看

防止多程序编程中的对同一变量的访问冲突的四种 技术,TLS会为每一个多程序维护一个多和该程序绑定的变量的副本。而都在无止尽的传递局部参数的依据编程。

每一个多程序都拥有某些人的变量副本,无须导致 分析就一定无需对TLS变量中某些操作枷锁了。

Java平台的java.lang.ThreadLocal和Python 中的threading.local()都在TLS技术的四种 实现,。

TLS使用的不足英文是,可能你的程序都在退出,没法 副本数据可能无缘无故 不被GC回收,会消耗全都资源,比如程序池中,程序都在退出,使用TLS还可不可以 非常小心。

TLS技术的实现原理:

还可不可以 每个程序都维护一个多 key-value集合数据特征,记录每个程序访问到的 TLS变量副本,原先 每个程序可不还可不可以 根据 key来找到相应的 TLS副本数据,对副本数据进行真实的操作,而都在TLS全局变量可能静态类(Java中).

2.TLS 在Python中的运用和实现

2.1 简单使用

ThreadLocal不仅仅可不还可不可以 防止全局变量访问冲突,其实 还有某些好处,在PEP266中有 提到,ThreadLocal变量是可不还可不可以 减少指令加速运算的,可能全局变量往往还可不可以 更多的指令(还可不可以 for loop)来做查询访问,而ThreadLocal 后后,有了索引表,直接可不还可不可以 第两根指令找到你某些对象。

data = local()

print (data.__dict__)

def t(x):

def func2(xxx,yyy,zzz, passwd, db, host="localhost", port=34006, user="root", charset='utf8'):

1.1 Thread Local Storage(程序局部存储)

你某些概念最早是相对于全局变量来说的,全都我当我们都在编程的后后,会涉及到希望所有程序还可不可以 共享访问同一个多变量,在 Python/Go/C 中,当我们都就可不还可不可以 定义一个多全局变量,原先 Global Variable 对多个程序全都我可见的,可能同一个多应用程序所有程序共享地址空间,当我们都都可不还可不可以 操作。你这个,一个多全局的配置变量或单实例对象,所有程序就可不还可不可以 很方便访问了,全都我仅仅原先 一个多前提,全都我你某些变量的并发操作还可不可以 是幂等的,读写不影响当我们都程序的正确性。全都我往往多程序同去操作一个多全局变量,就会影响程序的正确性,全都我当我们都还可不可以 枷锁,比如经典的并发加操作。

没法 当我们都就设计了四种 方案,全都我有原先 四种 变量,他是全局的,全都我每个程序在访问的后后回会存储一份成为某些人的局部变量,修改就无需相互影响了。比如 Linux/Unix的 C 程序库 libc的全局变量errno, 你某些其实 全都我TLS的例子。当系统调用从内核空间返回用户空间时,可能系统调用出错,没法 便设置errno的值为一个多负值,原先 就不还可不可以 每次在函数內部定义局部变量。全都我当多程序的概念和技术被提出后,这套机制就不再适用了,可不还可不可以 使用局部变量,全都我不太可能去更改已有的代码了,比较好的防止方案是让每个程序都在某些人的errno。实际上,现在的C库函数都在把出错代码写入全局量errno,全都我通过一个多函数__errno_location()获取一个多地址,再把出错代码写入该地址,其意图全都我让不同的程序使用不同的出错代码存储地点,而errno,现在一般可能变成了一个多宏定义。每一个多程序回会维护某些人的一份,修改不影响某些程序。

}

3.2 源码实现

有了Python版本的分析,Java版本就不再多做解释,感兴趣的可不还可不可以 看看源码,实现原理肯定都在大同小异,全都我语言上的差异,导致 Java 可能像Python你某些动态类型语言一样灵活。

from threading import current_thread, RLock

from threading import current_thread

class A:

{'y': 3}

{'x': 1}

{'x': 1, 'y': 777}

{'x': 1, 'y': 777}

可能A四种 可能中有 某些数据,那就只能简单的直接克隆技术了,还还可不可以 初始化后后的数据填充新的词典,这也是在源码中看过的。

还可不可以 每个程序都维护一个多 key-value 集合数据特征,记录每个程序访问到的 TLS 变量副本,原先 每个程序可不还可不可以 根据 key 来找到相应的 TLS副本数据,对副本数据进行真实的操作,而都在TLS全局变量可能静态类(Java中)。在Python中直接很简单的使用了动态数据绑定的词典数据特征,在Java中稍显麻烦,还可不可以 实现一个多你这个Map的特征,ThreadLocal.get() 依据其实 本质上也是和Python中一样,先获取当前程序某些人的ThreadLocalMap对象(全都我每个程序维护的TLS key-value集合啦)。再从ThreadLocalMap对象中找出当前的ThreadLocal变量副本,和HashMap一样的采用了链地址法的hash特征。可不还可不可以 参考文章Java 多程序(7): ThreadLocal 的应用及原理。Java 里一般是采用泛型规定你共享的变量类型,全都我每个程序维护该变量的副本。

全都ThreadLocal变量使用强调的侧重点不出这里,更多的是在编程范式顶端。其实 全都我某些后后,当我们都某个变量类型全都函数可能类都还可不可以 用,全都我我又要我写死在代码里,每次传递参数都在传递你某些类可能变量,可能一旦你某些类存在类型上的变化,可能对于静态类型的语言,全都地方就得修改参数,全都我你某些变量无缘无故 在程序代码的参数传递中层层再次老出,你可能写过代码就会有感觉,有后后你设计的函数API好像一层层的得把一个多参数传递进去,即使某些层好像用只能你某些参数。

def _patch(self):

A second use case would be multiple threads accumulating information into a global variable. To avoid a race condition, every access to this global variable would have to be protected by a mutex. Alternatively, each thread might accumulate into a thread-local variable (that, by definition, cannot be read from or written to from other threads, implying that there can be no race conditions). Threads then only have to synchronise a final accumulation from their own thread-local variable into a single, truly global variable.

class local(_localbase):

顶端那个例子全都博客用来做ThreadLocal变量的讲解,实际上我其实 是有误导的,不恰当的。可能你某些共享变量,要我 枷锁,可能他的目的全都我为了当我们都同去去更新一个多共享变量,多程序环境下还可不可以 枷锁。就算你使用ThreadLocal替换也没用,ThreadLocal能替换你某些Count变量让所有程序单独存储一份么,不满足需求。你单独存一份,更改后后还得把结果再次写回到全局变量去更新,那写会的过程还是得枷锁。除非使用Golang中的单Channel更新机制,还可不可以 防止枷锁。

class A:

Session1 = threading.Thread(target=SessionThread("User1"))

Session2 = threading.Thread(target=SessionThread("User2"))

import threading

count = 0

lock = threading.RLock()

def inc():

t1 = threading.Thread(target=t, args = (777,))

t2 = threading.Thread(target=t, args = (888,))

print current_thread().__dict__

t1.start()

t2.start()

t1.join()

t2.join()

print(data.__dict__)

关键技术就在patch顶端,Python 顶端有全都你某些patch的替换手段,全都我直接把基础库的某些功能和函数直接替打上去了第三方库的比如monkey patch. 再次设置属性的后后,设置的 dict 其实 都在ThreadLocal某些人的,是全都我当前所在程序的__dict__ 的某一个多key-value 副本数据,key 全都我程序访问的某个TLS变量生成的(一个多程序可不还可不可以 有全都TLS变量,每个有不同的key),value是一个多dict. object的 setattr默认行为其实 全都我在某些人的__dict__对象中打上去一对key-pair,全都我现在他的__dict__可能更打上去所在程序的一个多数据副本词典dict了,黑魔法替换就在这里.

import threading

1.背景介绍

我后后写过一个多关于Python的TLS机制的浅浅析,当我们都可不还可不可以 参考你某些文章,首先,当我们都再来熟悉熟悉哪此是TLS机制。

比如当我们都写了一个多共享的Manager类,你某些类可能是用来做数据库连接,网络连接可能某些的做底层管理功能。当我们都有全都程序还可不可以 使用你某些Manager的某些功能,全都我你某些类都在用来表示四种 状况,供所有程序并发修改其状况并将最终修改的结果表现在该类顶端(顶端count的例子)。Manager全都我可不还可不可以 提供给程序使用某些功能,全都我每个程序可不还可不可以 把你某些Manager克隆技术一份成为某些人的局部变量,某些人可不还可不可以 随意修改,全都我无需影响到某些程序,可能是克隆技术的一份。全都我可能要我 让管理器记录所有的连接操作次数,没法 多程序对立面的某些变量访问比如Count就还可不可以 枷锁了。

Session1.start()

Session2.start()

def func1(zzz, passwd, db, host="localhost", port=34006, user="root", charset='utf8'):

这是都在导致 分析ThreadLocal对象无需枷锁了? 其实 你某些ThreadLocal和同步没法 关系,他仅仅是提供了四种 方便每个程序快速访问变量的依据,全都我可能你某些对象四种 某些共享状况还可不可以 当我们都同去维护(比如Count++),你就还可不可以 枷锁,尽管每个程序操作的是ThreadLocal副本。维基百科上有以下原话: