4

Здравствуйте! Подскажите, пожалуйста относительно моей реализации одиночки. Реализую как рекомендуют pep-0318: Итого, получается код, вида:

def singleton(cls):
    instance = {}

    def get_instance():
        if cls not in instance:
            instance[cls] = cls()
        return instance[cls]
    return get_instance()

@singleton
class MyClass:
      ******

Я никак не могу понять, почему работает мой код. Я экспериментировал с 10 потоками, которые вызывают один и тот же метод этого класса, метод отрабатывает по времени долго (4-5 сек. реального времени), но блокировок вызвать не получилось. Данная реализация является потокобезопасной? Если да, то почему?

10
  • В чистом Python из-за GIL потокам очень сложно сломать друг другу данные.
    – Arnial
    9 авг 2017 в 10:11
  • Насчет блокировок спорно, опять же из-за GIL, в Python одновременно может исполнятся только 1 поток на процесс. (Предполагаю что используется стандартный CPython в других реализациях (JPython, IronPython) это может отличаться)
    – Arnial
    9 авг 2017 в 10:14
  • Все верно, используется стандартный CPython. Я тоже думал, что это меня страхует GIL, но тогда я не понимаю, почему методы класса, которые я вызываю отрабатывают одновременно и дают правильные результаты. Если какой-то поток, начинает работать с данным одиночкой, то он должен его заблокировать до тех пор пока не закончит с ним и эту функцию берет на себя GIL? Я правильно понимаю принцип работы? Но тогда почему методы отрабатывают практически одновременно, если метод работает 4-5 сек. реального времени?
    – virvaldium
    9 авг 2017 в 10:22
  • 2
    @Arnial GIL не освобождает вас от конфликтов, связанных с использованием нескольких потоков. Пример: Синхронизация потоков при наращивании count += 1 глобальной переменной
    – jfs
    9 авг 2017 в 10:27
  • 3
    @S.Kashin словами опишите, что код по вашему должен делать — не как он у вас написан, а какое намерение у кода, какой контекст у задачи? (к чему вы вообще тут шаблон-одиночку пытаетесь использовать). Обратите внимание, что f и f() это очень разные вещи в Питоне.
    – jfs
    9 авг 2017 в 10:32

2 ответа 2

1

В CPython (стандартный интерпретатор Python) используется GIL. Из-за него потоки в Python работают не параллельно (за исключением потоков ввода вывода), а по очереди (кооперативно).

Когда один поток запускается GIL блокирует все остальные.

Более подробно о GIL wiki, habr

Дополнение:

Сама реализация сингл тона (без доп. блокировок в методах) не является потоко-безопасной Прим:

@singleton
class MyClass:
    def __init__(self, a):
        self.a = a

    def sum(self, arr):
        for val in arr:
            self.a += val

def mrange( limit ):
    for i in range( limit ):
        yield i
        if i % 100 == 0:
            time.sleep(0.000001)

if __name__ == '__main__':

    obj = MyClass(0)

    start = time.time()

    threads_num = 2
    range_lenth = 100000

    threads = []

    for i in range( threads_num ):
        data =  range( range_lenth )
        #data = mrange( range_lenth )
        t = threading.Thread(target=obj.sum, args=(data,))
        t.start()
        threads.append(t)

    for thr in threads:
        thr.join()

    print(obj.a)
    print('Программа отработала за:',time.time() - start)

При использовании стандартного range программа может выдавать разный результат, т.к. прерывание иногда может происходить внутри операции +=

% python threads.py 
9999900000
Программа отработала за: 0.024893522262573242
% python threads.py 
8426007253
Программа отработала за: 0.02556920051574707
% python threads.py 
6761264079
Программа отработала за: 0.02519679069519043

Но если по какой-либо причине, внутри метода синглтона, будет происходить прерывание чаще чем требует GIL то результат будет стабилен и верен. (Если раскомментировать data = mrange).

% python threads.py 
9999900000
Программа отработала за: 0.10795187950134277
% python threads.py 
9999900000
Программа отработала за: 0.08879899978637695
% python threads.py 
9999900000
Программа отработала за: 0.10483145713806152
14
  • Да, GIL. Но в третьей версии Python GIL отрабатывает максимум 200 тиков либо 5 мс. Затем поток отпускает GIL. Если метод обрабатывающий запрос работает несколько секунд, и этот метод принадлежит одиночке (соответвенно метод-обработчик тоже один), то как его используют несколько потоков и приходят на финиш с примерно одинаковым результатом?
    – virvaldium
    9 авг 2017 в 10:29
  • @S.Kashin сколько тиков в методе самого одиночки?
    – etki
    9 авг 2017 в 10:32
  • Непосредственно в реализации класса? Явно больше 200 :-) Там есть цикл, который работает с итератором, который выдает больше 1000 значений. Соответственно, это уже как минимум 1000 тиков. Работает он 5 секунду, что несколько больше 5 миллисекунд
    – virvaldium
    9 авг 2017 в 10:36
  • @S.Kashin в установке его в переменную
    – etki
    9 авг 2017 в 10:38
  • 1
    @S.Kashin ну и какую разницу имеет остальное содержимое метода, какова вероятность того, что критическая секция будет разбита ровно между проверкой и установкой, и даст ли это разбиение хоть какое-то видимое изменение в работе программы? :)
    – etki
    9 авг 2017 в 11:01
0

Если я правильно вопрос понял

import threading, time


def singleton(cls):

    instance = None

    def inner(*args, **kwargs):
        nonlocal instance
        if instance is None:
            instance = cls(*args, **kwargs)
        return instance
    return inner


@singleton
class MyClass:

    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b

    def add(self):
        self.a += 1
        self.b += 1


if __name__ == '__main__':

    obj = MyClass(1, 2)
    obj1 = MyClass(3, 4)
    print(obj == obj1)

    start = time.time()

    threads = []
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=obj.add)
        t.start()
        threads.append(t)

    for thr in threads:
        thr.join()

    print(obj.a, obj.b)
    print('Программа отработала за:',time.time() - start)
    # 0.002 сек.
1
  • Ну почти... У меня не проблема в реализации. Я не понимаю, почему код отрабатывает. Он должен падать
    – virvaldium
    9 авг 2017 в 10:24

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.