线程安全的Python属性？

Question

我有一段代码，像下面这样：

class SomeSharedData(object):
    def __init__(self):
        self._lock = RLock()
        self._errors = 0

    @property
    def errors(self):
        with self._lock:
        return self._errors

    @errors.setter
    def errors(self, value):
        with self._lock:
            self._errors = value

除了还有更多的属性，比如 errors。我这里的目标是让使用起来更简单，而不是追求效率，所以多一些锁定也没关系。

有没有更简洁的方法来定义这些属性呢？

到目前为止，我想到的最好办法是这个：

class thread_safe_property(object):
    def __init__(self, name=None):
        self.name = name

    def __get__(self, obj, objtype):
        with obj._lock:
            return getattr(obj, self.name)

    def __set__(self, obj, val):
        with obj._lock:
            setattr(obj, self.name, val)

class SomeSharedData(object):
    def __init__(self):
        self._lock = RLock()
        self._errors = 0

    errors = thread_safe_property('_errors')

有什么想法？更好的方法吗？

原来的代码和新的方法都有可能出现竞争条件，比如在 data.errors += 1 这样的语句上，但我很少需要执行这些操作，所以在需要的地方我会添加一些解决办法。

谢谢！

Answer 1

你可能需要更仔细地想想“线程安全”到底是什么意思。想象一下，如果你写了下面这段代码：

class SomeSharedData(object):
    def __init__(self):
        self.errors = 0

这段代码的“线程安全”程度和你之前发的代码是完全相同的。在Python中，给一个属性赋值是线程安全的：这个值总是会被赋上去；虽然它可能会被另一个线程赋的值覆盖，但你总是能得到一个值，而不会得到两个值混在一起的情况。同样，访问这个属性时，你得到的也是当前的值。

你的代码出问题的地方在于，无论是你原来的代码还是简化版，像下面这样的行：

shared.errors += 1

并不是线程安全的，但这正是让你的代码安全的关键所在，这些是你需要注意的地方，而不是简单的获取或设置值。

针对评论中的问题：

在Python中，简单的赋值实际上是重新绑定一个名字（而不是复制），这是保证原子性的；你要么得到一个值，要么得到另一个值。然而，给一个属性（或者带下标的变量）赋值可能会被覆盖，就像你上面提到的属性那样。在这种情况下，属性赋值可能会出问题。所以答案是，属性赋值通常是安全的，但如果它被属性或setattr等覆盖了，就不一定安全了。

另外，如果被替换的旧值是一个有析构函数的Python类，或者是包含有析构函数的Python类的东西，那么析构函数的代码可能会在赋值的过程中运行。Python会确保它自己的数据结构不会被破坏（所以你不会遇到段错误），但对于你自己的数据结构就不一定了。解决这个问题的明显方法是，绝对不要在你的任何类中定义del。