Python:在多个线程中从同一列表迭代器获取值是否安全

Question

我知道生成器不是线程安全的。当两个线程同时访问时，会出现错误：

ValueError：生成器已在执行

但迭代器不同于生成器，当在多个线程中使用时，不会引发异常，但会出现竞争条件。有关生成器和迭代器之间的比较，请参阅本文。

在那篇文章中，作者使用了一个例子，其中计数器被两个线程同时访问，导致其状态"self.i"被错误更新：

class Counter:
    def __init__(self):
        self.i = 0
    def __iter__(self):
        return self
    def next(self):
        self.i += 1
        return self.i

因此，当线程停止时，self.i不会等于两个线程更新的次数，而是更小。

但是，当迭代器是列表迭代器时，会有竞争条件吗？例如：

import threading
class Counter(threading.Thread):
    def __init__(self):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.num_seen = 0
        self.lock = threading.Lock()
    def run(self):
        global total
        for x in idata:
            self.num_seen += 1
        print('{0} {1}'.format(self.name, self.num_seen))
        with self.lock:
            total += self.num_seen
count = 10000000
idata = iter([i for i in xrange(count)])
total = 0
nthreads = 5
threads = [Counter() for n in xrange(nthreads)]
for t in threads:
    t.start()
for t in threads:
    t.join()
print('total ' + str(total))

每次total等于count，这是否意味着迭代器是线程安全的？

Answer 1

我的猜测是，您所看到的内容取决于您所使用的Python的实现。我假设您使用的是CPython，看起来列表迭代器在CPython中可能是线程安全的。请注意，我没有说它们是线程安全的。仍然可能存在您的示例没有触发的边缘情况或竞争条件。因此，您不应该依赖它，因为它不是一个文档化的功能，因此它可能会在没有警告的情况下发生更改。

如果需要在多个线程中同时使用迭代器或生成器，则应该使用锁或互斥锁来保证线程安全。或者，正如@9000所建议的，使用一个有文档记录的deque来支持"线程安全…附加和弹出"。