python线程中Condition的原理

Condition是线程间协作的同步工具，基于锁和等待队列实现。线程通过wait()释放锁并等待，其他线程调用notify()/notify_all()唤醒等待者。典型用于生产者-消费者模型，需用while检查条件以防虚假唤醒，推荐with语句管理锁。

Condition 是 Python threading 模块中的一个同步原语，用于线程间的协作通信。它允许一个或多个线程等待某个条件成立，而另一个线程在条件变化后通知等待的线程继续执行。

Condition 的基本结构

Condition 内部依赖于一个 锁（Lock 或 RLock） 和一个 等待队列。每个 Condition 实例绑定一个锁，用于保护共享状态和协调线程访问。当线程调用 wait() 时，它会释放底层锁并进入等待状态；其他线程可以通过 notify() 或 notify_all() 唤醒一个或全部等待线程。

关键组成部分：

• Lock/RLock：确保对共享资源的安全访问。
• wait()：释放锁，将当前线程挂起，直到收到通知。
• notify(n=1)：唤醒最多 n 个等待的线程（不会立即运行，需重新获取锁）。
• notify_all()：唤醒所有等待线程。

Condition 的工作流程

使用 Condition 通常遵循“等待-通知”模式。线程在进入临界区后检查某个条件是否满足，如果不满足则调用 wait() 进入阻塞状态。当其他线程修改了共享状态并使条件成立时，调用 notify 或 notify_all 来触发等待线程继续执行。

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典型使用结构：

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cond.acquire()
try:
    while not condition_is_true:
        cond.wait()
    # 执行条件满足后的操作
finally:
    cond.release()

现代写法推荐使用上下文管理器（with 语句），更简洁安全：

with cond:
    while not condition_is_true:
        cond.wait()
    # 执行操作

应用场景举例

Condition 常用于实现生产者-消费者模型。比如，消费者线程等待缓冲区非空，生产者放入数据后通知消费者。

示例逻辑：

• 消费者线程获取 Condition 锁，检查队列是否为空。
• 如果为空，调用 wait()，自动释放锁并等待。
• 生产者添加数据后，调用 notify() 唤醒一个消费者。
• 被唤醒的消费者重新竞争锁，获得锁后从 wait() 返回继续执行。

注意事项

使用 Condition 时必须注意以下几点：

• 总是用 while 而不是 if 判断条件，防止虚假唤醒或多个线程被唤醒但条件又被其他线程改变。
• notify() 不会释放锁，通常应放在修改状态之后、释放锁之前。
• notify_all() 更安全但可能带来性能开销，适合不确定哪个线程能处理新状态的情况。

基本上就这些。Condition 的核心是“等待特定条件 + 主动通知”，比单纯使用 Lock 更高效地实现线程协作。

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