Python中的屏障对象

Python中的屏障对象用于等待固定数量的线程完成执行，然后任何特定线程才能继续执行程序。每个线程在到达屏障时调用 wait()函数。屏障负责跟踪 wait() 调用的数量。如果这个数字超过了初始化屏障的线程数，那么屏障就会让等待线程继续执行。在这个执行点的所有线程，同时被释放。

甚至可以使用屏障来同步线程之间的访问。但是，通常使用屏障来组合线程的输出。一个屏障对象可以被多次重用，线程数与最初初始化的线程数完全相同。

初始化屏障

可以使用 threading.Barrier 类初始化屏障，如下面的程序所示。括号内的数字表示屏障应等待的线程数。

句法：

barrier = threading.Barrier(number_of_threads, action = None, timeout = None)

为 number_of_threads 创建一个屏障对象。提供的操作是可调用的，可在其中一个线程被释放时调用。如果没有为 wait() 方法指定 timeout，则 timeout 是默认的超时值。

import threading
  
barrier = threading.Barrier(3)
  
class thread(threading.Thread):
    def __init__(self, thread_ID):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.thread_ID = thread_ID
    def run(self):
        print(str(self.thread_ID) + "\n")
        barrier.wait()
          
thread1 = thread(100)
thread2 = thread(101)
  
thread1.start()
thread2.start()
barrier.wait()
  
print("Exit\n")

输出：

100
101
Exit

与 threading.Barrier 类相关的一些常见函数调用有：

1. 检查屏障的状态：
   broken：如果屏障处于损坏状态，则为 True 的布尔值。
   句法：

   barrier.broken

2. 各方：通过障碍所需的线程数。
   句法：

   barrier.parties

3. 中止屏障：
   abort：使屏障进入破坏状态。这会导致对 wait() 的任何活动或未来调用失败并出现 BrokenBarrierError

   通常需要在屏障上中止函数调用以跳过程序执行期间的死锁条件。
   句法：

   barrier.abort()

4. 重置屏障：
   重置：将屏障返回到默认的空状态。任何等待它的线程都会收到 BrokenBarrierError 异常。

   句法：

   barrier.reset()

5. 等待：通过障碍。当屏障的所有线程都调用了这个函数时，它们都被同时释放。如果提供了超时，则优先使用它而不是提供给类构造函数的任何超时。

   返回值是一个整数，范围为 0 到party – 1，每个线程都不同。如果调用超时，屏障将进入破坏状态。如果在线程等待时屏障被破坏或重置，此方法可能会引发 BrokenBarrierError 异常。

   句法：

   barrier.wait(timeout = None)

6. n_waiting ：当前在屏障中等待的线程数。
   句法：

   barrier.n_waiting

通常，当屏障对象被重置或分解时，会引发 BrokenBarrierError 异常。

这是一个示例程序来显示如何在Python中使用障碍

# program to demonstrate
# barriers in python
  
import threading
  
barrier = threading.Barrier(3)
  
class thread(threading.Thread):
    def __init__(self, thread_ID):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.thread_ID = thread_ID
    def run(self):
        print(str(self.thread_ID) + "\n")
        print("Parties = " + str(barrier.parties) + "\n")
        print("n_waiting = " + str(barrier.n_waiting) + "\n")
        barrier.wait()
          
thread1 = thread(100)
thread2 = thread(101)
  
thread1.start()
thread2.start()
  
barrier.wait()
  
print(str(barrier.broken) + "\n")
barrier.reset()
print("n_waiting after reset = " + str(barrier.n_waiting))
barrier.abort()
print("End")

输出：

100
101
Parties = 3
Parties = 3
n_waiting = 1
n_waiting = 1
False
n_waiting after reset = 0
End