作者：小K

来源：麦叔编程

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上期我给大家介绍了什么是线程安全和线程非安全，今天带大家深入了解下为什么会存在这两种情况。

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原子操作

大家还记得数据库的事务正确执行的四个基本要素ACID吗？

因为ACID的存在，数据库的事务被执行之后，要么全都完成（commit），要么全都不完成（rollback），不会存在部分完成，或错误完成的情况。

其中，原子性（Atomicity）是保障这个特性重要的要素，就像原子不能被分割那样。

在Python中，「原子操作（操作原子性）是保证线程安全最重要的因素。」

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原子操作：一旦操作开始，就要一直运行到结束，没有任何线程调度机制能打断它的操作。

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如何判断是否是原子操作

上一篇的例子中，我们通过运行代码可知zero += 1和zero -= 1是线程非安全操作。

那么有什么办法在能不运行代码的阶段去找到它呢？

「可以用dis模块分析。」

from dis import diszero = 0def operation():    global zero    zero += 1    zero -= 1dis(operation)

运行代码：

 28           0 LOAD_GLOBAL              0 (zero)              2 LOAD_CONST               1 (1)              4 INPLACE_ADD              6 STORE_GLOBAL             0 (zero) 29           8 LOAD_GLOBAL              0 (zero)             10 LOAD_CONST               1 (1)             12 INPLACE_SUBTRACT             14 STORE_GLOBAL             0 (zero)             16 LOAD_CONST               0 (None)             18 RETURN_VALUE

zero += 1操作 对应：

12 INPLACE_SUBTRACT14 STORE_GLOBAL             0 (zero)

zero -= 1操作 对应：

4 INPLACE_ADD6 STORE_GLOBAL             0 (zero)

这一行的代码其实在解释器中是分两次去执行的，在多线程的情况下就可能导致「计算」(INPLACE_ADD)完成了但是线程切换到别处去了，「赋值」STORE_GLOBAL没有按顺序被执行到，所以引起了线程非安全操作。

「看完线程非安全操作的dis代码，我们再看看线程安全操作的dis代码：」

from dis import dislst = []def operation():    global lst    lst.append("maishu")    lst.pop()dis(operation)

运行代码：

 26           0 LOAD_GLOBAL              0 (lst)              2 LOAD_METHOD              1 (append)              4 LOAD_CONST               1 ('maishu')              6 CALL_METHOD              1              8 POP_TOP 27          10 LOAD_GLOBAL              0 (lst)             12 LOAD_METHOD              2 (pop)             14 CALL_METHOD              0             16 POP_TOP             18 LOAD_CONST               0 (None)             20 RETURN_VALUE

lst.append("maishu")操作 对应：

8 POP_TOP

lst.pop()操作 对应：

16 POP_TOP

只有一行语句就完成了对lst的操作，所以不怕线程怎么去切换。

不信？

上多线程，再把锁去了跑几次：

import threadinglst = []def operation():    global lst    for i in range(3000000):        lst.append("maishu")        lst.pop()        th1 = threading.Thread(target = operation)th2 = threading.Thread(target = operation)th1.start()th2.start()th1.join()th2.join()print(lst)

运行N次之后：

附录

附上常见的线程安全操作和线程非安全操作

线程安全操作

L.append(x)L1.extend(L2)x = L[i]x = L.pop()L1[i:j] = L2L.sort()x = yx.field = yD[x] = yD1.update(D2)D.keys()

线程非安全操作

i = i+1L.append(L[-1])L[i] = L[j]D[x] = D[x] + 1