పైథాన్ థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్‌ల పూర్తి గైడ్, ఇందులో లాక్, ఆర్‌లాక్, సెమాఫోర్, కండిషన్ వేరియబుల్స్ ఉన్నాయి. కంకరెన్సీని సమర్థవంతంగా నిర్వహించడం మరియు సాధారణ సమస్యలను నివారించడం నేర్చుకోండి.
పైథాన్ థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్‌లను మాస్టరింగ్ చేయడం: లాక్, ఆర్‌లాక్, సెమాఫోర్ మరియు కండిషన్ వేరియబుల్స్
కాంకరెంట్ ప్రోగ్రామింగ్ రంగంలో, బహుళ థ్రెడ్‌లను నిర్వహించడానికి మరియు డేటా సమగ్రతను నిర్ధారించడానికి పైథాన్ శక్తివంతమైన సాధనాలను అందిస్తుంది. లాక్, ఆర్‌లాక్, సెమాఫోర్ మరియు కండిషన్ వేరియబుల్స్ వంటి థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్‌లను అర్థం చేసుకోవడం మరియు ఉపయోగించడం, పటిష్టమైన మరియు సమర్థవంతమైన మల్టీథ్రెడెడ్ అప్లికేషన్‌లను రూపొందించడానికి చాలా ముఖ్యమైనది. ఈ సమగ్ర గైడ్ ఈ ప్రిమిటివ్‌లలో ప్రతి దానిలోకి ప్రవేశిస్తుంది, పైథాన్‌లో కంకరెన్సీని మీరు నైపుణ్యం సాధించడానికి ఆచరణాత్మక ఉదాహరణలు మరియు అంతర్దృష్టులను అందిస్తుంది.
థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్స్ ఎందుకు ముఖ్యమైనవి
మల్టీథ్రెడింగ్ ప్రోగ్రామ్‌లోని బహుళ భాగాలను ఏకకాలంలో అమలు చేయడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది, I/O-బౌండ్ టాస్క్‌లలో పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. అయితే, షేర్డ్ రిసోర్స్‌లకు ఏకకాలంలో యాక్సెస్ రేస్ కండిషన్స్, డేటా అవినీతి మరియు ఇతర కంకరెన్సీ-సంబంధిత సమస్యలకు దారితీయవచ్చు. థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్‌లు థ్రెడ్ ఎగ్జిక్యూషన్‌ను సింక్రనైజ్ చేయడానికి, వివాదాలను నిరోధించడానికి మరియు థ్రెడ్ సేఫ్టీని నిర్ధారించడానికి మెకానిజమ్‌లను అందిస్తాయి.
బహుళ థ్రెడ్‌లు ఏకకాలంలో భాగస్వామ్య బ్యాంక్ ఖాతా బ్యాలెన్స్‌ను అప్‌డేట్ చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్న సందర్భాన్ని ఊహించండి. సరైన సింక్రనైజేషన్ లేకుండా, ఒక థ్రెడ్ మరొకటి చేసిన మార్పులను ఓవర్‌రైట్ చేయవచ్చు, ఇది తప్పు తుది బ్యాలెన్స్‌కు దారితీస్తుంది. థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్‌లు ట్రాఫిక్ కంట్రోలర్‌లుగా పనిచేస్తాయి, ఒక సమయంలో ఒక థ్రెడ్ మాత్రమే కోడ్ యొక్క క్రిటికల్ సెక్షన్‌ను యాక్సెస్ చేస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది, అలాంటి సమస్యలను నివారిస్తుంది.
గ్లోబల్ ఇంటర్‌ప్రెటర్ లాక్ (GIL)
ప్రిమిటివ్‌లలోకి ప్రవేశించే ముందు, పైథాన్‌లోని గ్లోబల్ ఇంటర్‌ప్రెటర్ లాక్ (GIL) గురించి అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం. GIL అనేది ఒక మ్యూటెక్స్, ఇది ఒక సమయంలో ఒక థ్రెడ్‌ను మాత్రమే పైథాన్ ఇంటర్‌ప్రెటర్‌ను నియంత్రించడానికి అనుమతిస్తుంది. దీని అర్థం మల్టీ-కోర్ ప్రాసెసర్‌లలో కూడా, పైథాన్ బైట్‌కోడ్ యొక్క నిజమైన సమాంతర అమలు పరిమితం చేయబడింది. GIL CPU-బౌండ్ టాస్క్‌లకు అడ్డంకి కావచ్చు, అయినప్పటికీ, I/O-బౌండ్ ఆపరేషన్‌లకు థ్రెడింగ్ ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ థ్రెడ్‌లు తమ సమయాన్ని ఎక్కువగా బాహ్య వనరుల కోసం వేచి ఉండటానికి గడుపుతాయి. అంతేకాకుండా, NumPy వంటి లైబ్రరీలు తరచుగా గణన-ఇంటెన్సివ్ టాస్క్‌ల కోసం GILను విడుదల చేస్తాయి, నిజమైన సమాంతరతను ప్రారంభిస్తాయి.
1. లాక్ ప్రిమిటివ్
లాక్ అంటే ఏమిటి?
ఒక లాక్ (మ్యూటెక్స్ అని కూడా అంటారు) అనేది అత్యంత ప్రాథమిక సింక్రనైజేషన్ ప్రిమిటివ్. ఇది ఒక సమయంలో ఒక థ్రెడ్‌ను మాత్రమే లాక్‌ను పొందడానికి అనుమతిస్తుంది. లాక్‌ను పొందడానికి ప్రయత్నించే ఇతర థ్రెడ్ లాక్ విడుదలయ్యే వరకు బ్లాక్ అవుతుంది (వేచి ఉంటుంది). ఇది షేర్డ్ రిసోర్స్‌కు ప్రత్యేక యాక్సెస్‌ను నిర్ధారిస్తుంది.
లాక్ పద్ధతులు
- acquire([blocking]): లాక్‌ను పొందుతుంది. If blocking is
True(the default), the thread will block until the lock is available. If blocking isFalse, the method returns immediately. If the lock is acquired, it returnsTrue; otherwise, it returnsFalse. - release(): లాక్‌ను విడుదల చేస్తుంది, మరొక థ్రెడ్‌ను పొందడానికి అనుమతిస్తుంది. Calling
release()on an unlocked lock raises aRuntimeError. - locked(): లాక్ ప్రస్తుతం పొందినట్లయితే
Trueను తిరిగి ఇస్తుంది; లేకపోతే,Falseను తిరిగి ఇస్తుంది.
ఉదాహరణ: షేర్డ్ కౌంటర్‌ను రక్షించడం
బహుళ థ్రెడ్‌లు భాగస్వామ్య కౌంటర్‌ను పెంచే సందర్భాన్ని పరిగణించండి. లాక్ లేకుండా, రేస్ కండిషన్ల కారణంగా తుది కౌంటర్ విలువ తప్పు కావచ్చు.
\nimport threading\n\ncounter = 0\nlock = threading.Lock()\n\ndef increment():\n global counter\n for _ in range(100000):\n with lock:\n counter += 1\n\nthreads = []\nfor _ in range(5):\n t = threading.Thread(target=increment)\n threads.append(t)\n t.start()\n\nfor t in threads:\n t.join()\n\nprint(f"Final counter value: {counter}")\n
ఈ ఉదాహరణలో, with lock: స్టేట్‌మెంట్ ఒక సమయంలో ఒక థ్రెడ్ మాత్రమే counter వేరియబుల్‌ను యాక్సెస్ చేయడానికి మరియు సవరించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. with స్టేట్‌మెంట్ బ్లాక్ ప్రారంభంలో లాక్‌ను స్వయంచాలకంగా పొందుతుంది మరియు చివరలో విడుదల చేస్తుంది, మినహాయింపులు సంభవించినా కూడా. ఈ నిర్మాణం lock.acquire() మరియు lock.release()లను మాన్యువల్‌గా పిలవడానికి శుభ్రమైన మరియు సురక్షితమైన ప్రత్యామ్నాయాన్ని అందిస్తుంది.
నిజ-ప్రపంచ ఉపమానం
ఒక సమయంలో ఒక కారు మాత్రమే ప్రయాణించగల ఒకే లేన్ వంతెనను ఊహించండి. లాక్ అనేది వంతెనపైకి ప్రవేశాన్ని నియంత్రించే గేట్‌కీపర్ వంటిది. ఒక కారు (థ్రెడ్) దాటాలని అనుకున్నప్పుడు, అది గేట్‌కీపర్ అనుమతిని పొందాలి (లాక్‌ను పొందాలి). ఒక సమయంలో ఒక కారు మాత్రమే అనుమతిని కలిగి ఉంటుంది. కారు దాటిన తర్వాత (దాని క్రిటికల్ సెక్షన్‌ను పూర్తి చేసిన తర్వాత), అది అనుమతిని విడుదల చేస్తుంది (లాక్‌ను విడుదల చేస్తుంది), మరొక కారు దాటడానికి అనుమతిస్తుంది.
2. ఆర్‌లాక్ ప్రిమిటివ్
ఆర్‌లాక్ అంటే ఏమిటి?
ఒక ఆర్‌లాక్ (రీఎంట్రెంట్ లాక్) అనేది మరింత అధునాతన రకమైన లాక్, ఇది అదే థ్రెడ్‌ను బ్లాక్ చేయకుండా లాక్‌ను అనేక సార్లు పొందడానికి అనుమతిస్తుంది. లాక్‌ను కలిగి ఉన్న ఫంక్షన్ అదే లాక్‌ను పొందవలసిన మరొక ఫంక్షన్‌ను పిలిచే పరిస్థితులలో ఇది ఉపయోగపడుతుంది. ఈ పరిస్థితిలో రెగ్యులర్ లాక్‌లు డెడ్‌లాక్‌కు కారణమవుతాయి.
ఆర్‌లాక్ పద్ధతులు
ఆర్‌లాక్ కోసం పద్ధతులు లాక్ వలెనే ఉంటాయి: acquire([blocking]), release(), మరియు locked(). అయితే, ప్రవర్తన భిన్నంగా ఉంటుంది. అంతర్గతంగా, ఆర్‌లాక్ అదే థ్రెడ్ ద్వారా ఎన్ని సార్లు పొందిందో ట్రాక్ చేసే కౌంటర్‌ను నిర్వహిస్తుంది. release() పద్ధతి పొందిన అదే సంఖ్యలో సార్లు పిలిచినప్పుడు మాత్రమే లాక్ విడుదల చేయబడుతుంది.
ఉదాహరణ: ఆర్‌లాక్‌తో రికర్సివ్ ఫంక్షన్
భాగస్వామ్య వనరును యాక్సెస్ చేయాల్సిన రికర్సివ్ ఫంక్షన్‌ను పరిగణించండి. ఆర్‌లాక్ లేకుండా, ఫంక్షన్ రికర్సివ్‌గా లాక్‌ను పొందడానికి ప్రయత్నించినప్పుడు డెడ్‌లాక్ అవుతుంది.
\nimport threading\n\nlock = threading.RLock()\n\n\ndef recursive_function(n):\n with lock:\n if n <= 0:\n return\n print(f"Thread {threading.current_thread().name}: Processing {n}")\n recursive_function(n - 1)\n\n\nthread = threading.Thread(target=recursive_function, args=(5,))\nthread.start()\nthread.join()\n
ఈ ఉదాహరణలో, RLock recursive_functionను బ్లాక్ చేయకుండా లాక్‌ను అనేక సార్లు పొందడానికి అనుమతిస్తుంది. recursive_functionకి ప్రతి కాల్ లాక్‌ను పొందుతుంది, మరియు ప్రతి రిటర్న్ దానిని విడుదల చేస్తుంది. recursive_functionకి ప్రారంభ కాల్ తిరిగి వచ్చినప్పుడు మాత్రమే లాక్ పూర్తిగా విడుదల చేయబడుతుంది.
నిజ-ప్రపంచ ఉపమానం
ఒక కంపెనీ గోప్యమైన ఫైల్‌లను యాక్సెస్ చేయవలసిన మేనేజర్‌ను ఊహించండి. ఆర్‌లాక్ ఒక ప్రత్యేక యాక్సెస్ కార్డ్ వంటిది, ఇది మేనేజర్‌కు ప్రతిసారి మళ్లీ ప్రమాణీకరించాల్సిన అవసరం లేకుండా ఫైల్ రూమ్‌లోని వివిధ విభాగాలలోకి అనేక సార్లు ప్రవేశించడానికి అనుమతిస్తుంది. మేనేజర్ ఫైల్‌లను పూర్తిగా ఉపయోగించిన తర్వాత మరియు ఫైల్ రూమ్ నుండి నిష్క్రమించిన తర్వాత మాత్రమే కార్డును తిరిగి ఇవ్వాలి.
3. సెమాఫోర్ ప్రిమిటివ్
సెమాఫోర్ అంటే ఏమిటి?
ఒక సెమాఫోర్ అనేది లాక్ కంటే సాధారణ సింక్రనైజేషన్ ప్రిమిటివ్. ఇది అందుబాటులో ఉన్న వనరుల సంఖ్యను సూచించే కౌంటర్‌ను నిర్వహిస్తుంది. థ్రెడ్‌లు కౌంటర్‌ను తగ్గించడం ద్వారా (అది పాజిటివ్‌గా ఉంటే) లేదా కౌంటర్ పాజిటివ్‌గా మారే వరకు బ్లాక్ అవ్వడం ద్వారా సెమాఫోర్‌ను పొందవచ్చు. థ్రెడ్‌లు కౌంటర్‌ను పెంచడం ద్వారా సెమాఫోర్‌ను విడుదల చేస్తాయి, బహుశా బ్లాక్ చేయబడిన థ్రెడ్‌ను మేల్కొలుపుతుంది.
సెమాఫోర్ పద్ధతులు
- acquire([blocking]): సెమాఫోర్‌ను పొందుతుంది. If blocking is
True(the default), the thread will block until the semaphore count is greater than zero. If blocking isFalse, the method returns immediately. If the semaphore is acquired, it returnsTrue; otherwise, it returnsFalse. Decrements the internal counter by one. - release(): సెమాఫోర్‌ను విడుదల చేస్తుంది, అంతర్గత కౌంటర్‌ను ఒకటి పెంచుతుంది. If other threads are waiting for the semaphore to become available, one of them is awakened.
- get_value(): అంతర్గత కౌంటర్ యొక్క ప్రస్తుత విలువను తిరిగి ఇస్తుంది.
ఉదాహరణ: వనరుకు ఏకకాల ప్రాప్యతను పరిమితం చేయడం
మీరు డేటాబేస్‌కు ఏకకాల కనెక్షన్‌ల సంఖ్యను పరిమితం చేయాలనుకునే సందర్భాన్ని పరిగణించండి. ఒక సమయంలో డేటాబేస్‌ను యాక్సెస్ చేయగల థ్రెడ్‌ల సంఖ్యను నియంత్రించడానికి సెమాఫోర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.
\nimport threading\nimport time\nimport random\n\nsemaphore = threading.Semaphore(3) # Allow only 3 concurrent connections\n\n\ndef database_access():\n with semaphore:\n print(f"Thread {threading.current_thread().name}: Accessing database...")\n time.sleep(random.randint(1, 3)) # Simulate database access\n print(f"Thread {threading.current_thread().name}: Releasing database...")\n\n\nthreads = []\nfor i in range(5):\n t = threading.Thread(target=database_access, name=f"Thread-{i}")\n threads.append(t)\n t.start()\n\nfor t in threads:\n t.join()\n
ఈ ఉదాహరణలో, సెమాఫోర్ 3 విలువతో ప్రారంభించబడింది, అంటే ఒక సమయంలో 3 థ్రెడ్‌లు మాత్రమే సెమాఫోర్‌ను పొందగలవు (మరియు డేటాబేస్‌ను యాక్సెస్ చేయగలవు). ఇతర థ్రెడ్‌లు సెమాఫోర్ విడుదలయ్యే వరకు బ్లాక్ అవుతాయి. ఇది డేటాబేస్‌ను ఓవర్‌లోడ్ చేయకుండా నిరోధించడానికి సహాయపడుతుంది మరియు ఏకకాల అభ్యర్థనలను సమర్థవంతంగా నిర్వహించగలదని నిర్ధారిస్తుంది.
నిజ-ప్రపంచ ఉపమానం
పరిమిత సంఖ్యలో టేబుల్స్ ఉన్న ప్రసిద్ధ రెస్టారెంట్‌ను ఊహించండి. సెమాఫోర్ అనేది రెస్టారెంట్ సీటింగ్ సామర్థ్యం వంటిది. ఒక బృందం (థ్రెడ్‌లు) వచ్చినప్పుడు, తగినన్ని టేబుల్స్ అందుబాటులో ఉంటే (సెమాఫోర్ కౌంట్ పాజిటివ్‌గా ఉంటే) వారు వెంటనే కూర్చోవచ్చు. అన్ని టేబుల్స్ నిండి ఉంటే, ఒక టేబుల్ అందుబాటులోకి వచ్చే వరకు వారు వెయిటింగ్ ఏరియాలో (బ్లాక్) వేచి ఉండాలి. ఒక బృందం వెళ్లిపోయిన తర్వాత (సెమాఫోర్‌ను విడుదల చేస్తుంది), మరొక బృందం కూర్చోవచ్చు.
4. కండిషన్ వేరియబుల్ ప్రిమిటివ్
కండిషన్ వేరియబుల్ అంటే ఏమిటి?
ఒక కండిషన్ వేరియబుల్ అనేది మరింత అధునాతన సింక్రనైజేషన్ ప్రిమిటివ్, ఇది థ్రెడ్‌లను ఒక నిర్దిష్ట పరిస్థితి నిజమయ్యే వరకు వేచి ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది. ఇది ఎల్లప్పుడూ లాక్‌తో (Lock లేదా RLock) అనుబంధించబడి ఉంటుంది. థ్రెడ్‌లు కండిషన్ వేరియబుల్‌పై వేచి ఉండగలవు, అనుబంధిత లాక్‌ను విడుదల చేసి, మరొక థ్రెడ్ పరిస్థితిని సిగ్నల్ చేసే వరకు అమలును నిలిపివేస్తాయి. ప్రొడ్యూసర్-కన్స్యూమర్ దృశ్యాలు లేదా థ్రెడ్‌లు నిర్దిష్ట సంఘటనల ఆధారంగా సమన్వయం చేయవలసిన పరిస్థితులకు ఇది చాలా ముఖ్యమైనది.
కండిషన్ వేరియబుల్ పద్ధతులు
- acquire([blocking]): అంతర్లీన లాక్‌ను పొందుతుంది. Same as the
acquiremethod of the associated lock. - release(): అంతర్లీన లాక్‌ను విడుదల చేస్తుంది. Same as the
releasemethod of the associated lock. - wait([timeout]): అంతర్లీన లాక్‌ను విడుదల చేస్తుంది మరియు
notify()లేదాnotify_all()కాల్ ద్వారా మేల్కొలుపబడే వరకు వేచి ఉంటుంది. The lock is reacquired beforewait()returns. An optional timeout argument specifies the maximum time to wait. - notify(n=1): గరిష్టంగా n వేచి ఉన్న థ్రెడ్‌లను మేల్కొలుపుతుంది.
- notify_all(): వేచి ఉన్న అన్ని థ్రెడ్‌లను మేల్కొలుపుతుంది.
ఉదాహరణ: ప్రొడ్యూసర్-కన్స్యూమర్ సమస్య
క్లాసిక్ ప్రొడ్యూసర్-కన్స్యూమర్ సమస్యలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రొడ్యూసర్‌లు డేటాను ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కన్స్యూమర్‌లు డేటాను ప్రాసెస్ చేస్తాయి. డేటాను నిల్వ చేయడానికి భాగస్వామ్య బఫర్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు రేస్ కండిషన్లను నివారించడానికి ప్రొడ్యూసర్‌లు మరియు కన్స్యూమర్‌లు బఫర్‌కు ప్రాప్యతను సమన్వయం చేయాలి.
\nimport threading\nimport time\nimport random\n\n\nbuffer = []\nbuffer_size = 5\ncondition = threading.Condition()\n\n\ndef producer():\n global buffer\n while True:\n with condition:\n if len(buffer) == buffer_size:\n print("Buffer is full, producer waiting...")\n condition.wait()\n\n item = random.randint(1, 100)\n buffer.append(item)\n print(f"Produced: {item}, Buffer: {buffer}")\n condition.notify()\n time.sleep(random.random())\n\n\ndef consumer():\n global buffer\n while True:\n with condition:\n if not buffer:\n print("Buffer is empty, consumer waiting...")\n condition.wait()\n\n item = buffer.pop(0)\n print(f"Consumed: {item}, Buffer: {buffer}")\n condition.notify()\n time.sleep(random.random())\n\n\nproducer_thread = threading.Thread(target=producer)\nconsumer_thread = threading.Thread(target=consumer)\n\nproducer_thread.start()\nconsumer_thread.start()\n\nproducer_thread.join()\nconsumer_thread.join()\n
ఈ ఉదాహరణలో, condition వేరియబుల్ ఉపయోగించబడుతుంది ప్రొడ్యూసర్ మరియు కన్స్యూమర్ థ్రెడ్‌లను సింక్రనైజ్ చేయడానికి. బఫర్ నిండి ఉంటే ప్రొడ్యూసర్ వేచి ఉంటుంది మరియు బఫర్ ఖాళీగా ఉంటే కన్స్యూమర్ వేచి ఉంటుంది. ప్రొడ్యూసర్ బఫర్‌కు ఒక వస్తువును జోడించినప్పుడు, అది కన్స్యూమర్‌కు తెలియజేస్తుంది. కన్స్యూమర్ బఫర్ నుండి ఒక వస్తువును తీసివేసినప్పుడు, అది ప్రొడ్యూసర్‌కు తెలియజేస్తుంది. with condition: స్టేట్‌మెంట్ కండిషన్ వేరియబుల్‌తో అనుబంధించబడిన లాక్ సరిగ్గా పొంది మరియు విడుదల చేయబడిందని నిర్ధారిస్తుంది.
నిజ-ప్రపంచ ఉపమానం
ప్రొడ్యూసర్‌లు (సరఫరాదారులు) వస్తువులను పంపిణీ చేసే మరియు కన్స్యూమర్‌లు (కస్టమర్‌లు) వస్తువులను తీసుకునే గిడ్డంగిని ఊహించండి. భాగస్వామ్య బఫర్ గిడ్డంగి యొక్క ఇన్వెంటరీ వంటిది. కండిషన్ వేరియబుల్ సరఫరాదారులు మరియు కస్టమర్‌లు వారి కార్యకలాపాలను సమన్వయం చేసుకోవడానికి అనుమతించే కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్ వంటిది. గిడ్డంగి నిండి ఉంటే, సరఫరాదారులు స్థలం అందుబాటులోకి వచ్చే వరకు వేచి ఉంటారు. గిడ్డంగి ఖాళీగా ఉంటే, కస్టమర్‌లు వస్తువులు రావడానికి వేచి ఉంటారు. వస్తువులు పంపిణీ చేయబడినప్పుడు, సరఫరాదారులు కస్టమర్‌లకు తెలియజేస్తారు. వస్తువులు తీసుకోబడినప్పుడు, కస్టమర్‌లు సరఫరాదారులకు తెలియజేస్తారు.
సరైన ప్రిమిటివ్‌ను ఎంచుకోవడం
సమర్థవంతమైన కంకరెన్సీ నిర్వహణకు తగిన థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్‌ను ఎంచుకోవడం చాలా ముఖ్యం. ఎంచుకోవడంలో మీకు సహాయపడటానికి ఇక్కడ ఒక సారాంశం ఉంది:
- లాక్: భాగస్వామ్య వనరుకు ప్రత్యేక ప్రాప్యత అవసరం మరియు ఒక సమయంలో ఒక థ్రెడ్ మాత్రమే దానిని యాక్సెస్ చేయగలగాలి అనుకున్నప్పుడు ఉపయోగించండి.
- ఆర్‌లాక్: రికర్సివ్ ఫంక్షన్‌లు లేదా నెస్టెడ్ క్రిటికల్ సెక్షన్లలో వలె, అదే థ్రెడ్ అనేక సార్లు లాక్‌ను పొందవలసి వచ్చినప్పుడు ఉపయోగించండి.
- సెమాఫోర్: డేటాబేస్ కనెక్షన్‌ల సంఖ్యను లేదా ఒక నిర్దిష్ట పనిని చేసే థ్రెడ్‌ల సంఖ్యను పరిమితం చేయడం వంటి, వనరుకు ఏకకాల ప్రాప్యతల సంఖ్యను పరిమితం చేయవలసి వచ్చినప్పుడు ఉపయోగించండి.
- కండిషన్ వేరియబుల్: ప్రొడ్యూసర్-కన్స్యూమర్ దృశ్యాలు లేదా థ్రెడ్‌లు నిర్దిష్ట సంఘటనల ఆధారంగా సమన్వయం చేయవలసినప్పుడు వలె, థ్రెడ్‌లు ఒక నిర్దిష్ట పరిస్థితి నిజమయ్యే వరకు వేచి ఉండవలసి వచ్చినప్పుడు ఉపయోగించండి.
సాధారణ సమస్యలు మరియు ఉత్తమ పద్ధతులు
థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్‌లతో పనిచేయడం సవాలుగా ఉంటుంది మరియు సాధారణ సమస్యలు మరియు ఉత్తమ పద్ధతుల గురించి తెలుసుకోవడం చాలా ముఖ్యం:
- డెడ్‌లాక్: రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ థ్రెడ్‌లు వనరులను విడుదల చేయడానికి ఒకదానికొకటి నిరవధికంగా వేచి ఉన్నప్పుడు సంభవిస్తుంది. స్థిరమైన క్రమంలో లాక్‌లను పొందడం ద్వారా మరియు లాక్‌లను పొందేటప్పుడు టైమ్‌అవుట్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా డెడ్‌లాక్‌లను నివారించండి.
- రేస్ కండిషన్స్: థ్రెడ్‌లు అమలు చేసే ఊహించలేని క్రమంపై ప్రోగ్రామ్ ఫలితం ఆధారపడినప్పుడు సంభవిస్తుంది. భాగస్వామ్య వనరులను రక్షించడానికి తగిన సింక్రనైజేషన్ ప్రిమిటివ్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా రేస్ కండిషన్లను నిరోధించండి.
- స్టార్వేషన్: వనరు అందుబాటులో ఉన్నప్పటికీ, ఒక థ్రెడ్‌కు వనరుకు ప్రాప్యత పదేపదే నిరాకరించబడినప్పుడు సంభవిస్తుంది. తగిన షెడ్యూలింగ్ విధానాలను ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు ప్రాధాన్యత విలోమాలను నివారించడం ద్వారా న్యాయాన్ని నిర్ధారించండి.
- ఓవర్-సింక్రనైజేషన్: చాలా సింక్రనైజేషన్ ప్రిమిటివ్‌లను ఉపయోగించడం పనితీరును తగ్గించగలదు మరియు సంక్లిష్టతను పెంచుతుంది. అవసరమైనప్పుడు మాత్రమే సింక్రనైజేషన్‌ను ఉపయోగించండి మరియు క్రిటికల్ సెక్షన్‌లను వీలైనంత తక్కువగా ఉంచండి.
- ఎల్లప్పుడూ లాక్‌లను విడుదల చేయండి: మీరు వాటిని ఉపయోగించడం పూర్తయిన తర్వాత ఎల్లప్పుడూ లాక్‌లను విడుదల చేయండి. మినహాయింపులు సంభవించినా కూడా, లాక్‌లను స్వయంచాలకంగా పొందడానికి మరియు విడుదల చేయడానికి
withస్టేట్‌మెంట్‌ను ఉపయోగించండి. - ఖచ్చితమైన పరీక్ష: కంకరెన్సీ-సంబంధిత సమస్యలను గుర్తించడానికి మరియు పరిష్కరించడానికి మీ మల్టీథ్రెడెడ్ కోడ్‌ను పూర్తిగా పరీక్షించండి. సంభావ్య సమస్యలను గుర్తించడానికి థ్రెడ్ శానిటైజర్‌లు మరియు మెమరీ చెకర్‌ల వంటి సాధనాలను ఉపయోగించండి.
ముగింపు
పటిష్టమైన మరియు సమర్థవంతమైన కాంకరెంట్ అప్లికేషన్‌లను రూపొందించడానికి పైథాన్ థ్రెడింగ్ ప్రిమిటివ్‌లను మాస్టరింగ్ చేయడం చాలా అవసరం. లాక్, ఆర్‌లాక్, సెమాఫోర్ మరియు కండిషన్ వేరియబుల్స్ యొక్క ఉద్దేశ్యం మరియు వినియోగాన్ని అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, మీరు థ్రెడ్ సింక్రనైజేషన్‌ను సమర్థవంతంగా నిర్వహించవచ్చు, రేస్ కండిషన్లను నిరోధించవచ్చు మరియు సాధారణ కంకరెన్సీ సమస్యలను నివారించవచ్చు. నిర్దిష్ట పని కోసం సరైన ప్రిమిటివ్‌ను ఎంచుకోవడం, ఉత్తమ పద్ధతులను అనుసరించడం మరియు థ్రెడ్ సేఫ్టీ మరియు సరైన పనితీరును నిర్ధారించడానికి మీ కోడ్‌ను పూర్తిగా పరీక్షించడం గుర్తుంచుకోండి. కంకరెన్సీ శక్తిని స్వీకరించండి మరియు మీ పైథాన్ అప్లికేషన్‌ల పూర్తి సామర్థ్యాన్ని అన్‌లాక్ చేయండి!