Python线程障碍对象Barrier原理详解

python线程Barrier俗称障碍对象，也称栅栏，也叫屏障。

一.线程障碍对象Barrier简介

# 导入线程模块
import threading
# 障碍对象barrier
barrier = threading.Barrier(parties, action=None, timeout=None)

parties ― 线程计数器，记录线程数量，也称线程障碍数量；

action ― 是一个可调用函数，当等待的线程到达了线程障碍数量parties，其中一个线程会首先调用action 对应函数，之后再执行线程自己内部的代码；

timeout ― 默认的超时时间；

二.线程障碍对象Barrier原理

与之前介绍 互斥锁Lock/事件Event/定时器Timer等不同，多线程Barrier会设置一个线程障碍数量parties，如果等待的线程数量没有达到障碍数量parties，所有线程会处于阻塞状态，当等待的线程到达了这个数量就会唤醒所有的等待线程。

可能说的有点抽象，以播放器为例子：首先一个线程做播放器初始化工作(加载本地文件或者获取播放地址)，然后一个线程获取视频画面，一个线程获取视频声音，只有当初始化工作完毕，视频画面获取完毕，视频声音获取完毕，播放器才会开始播放，其中任意一个线程没有完成，播放器会处于阻塞状态直到三个任务都完成！

三.多线程障碍对象Barrier相关函数介绍

wait(timeout=None) ― 阻塞并尝试通过障碍，如果等待的线程数量大于或者等于线程障碍数量parties，则表示障碍通过，执行action 对应函数并执行线程内部代码，反之则继续等待；如果wait(timeout=None) 等待超时，障碍将进入断开状态！如果在线程等待期间障碍断开或重置，此方法会引发BrokenBarrierError错误，注意添加异常处理，演示代码查看案例一；

reset() ― 重置线程障碍数量，返回默认的空状态，即当前阻塞的线程重新来过，如果在线程等待期间障碍断开或重置，此方法会引发BrokenBarrierError错误，注意添加异常处理，演示代码查看案例二；

四.线程障碍对象Barrier使用

1.案例一：常规使用

# !usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 _*-
"""
@Author:何以解忧
@Blog(个人博客地址): shuopython.com
@WeChat Official Account(微信公众号)：猿说python
@Github:www.github.com
 
@File:python_arbrier.py
@Time:2019/10/31 21:25
 
@Motto:不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海，程序人生的精彩需要坚持不懈地积累！
"""
 
# 导入线程模块
import threading
 
def plyer_display():
  print('初始化通过完成，音视频同步完成，可以开始播放....')
 
# 设置3个障碍对象
barrier = threading.Barrier(3, action=plyer_display, timeout=None)
 
 
def player_init(statu):
  print(statu)
  try:
    # 设置超时时间，如果2秒内，没有达到障碍线程数量，
    # 会进入断开状态，引发BrokenBarrierError错误
    barrier.wait(2)
  except Exception as e: # 断开状态，引发BrokenBarrierError错误
    print("等待超时了... ")
  else:
    print("xxxooooxxxxxooooxxxoooo")
if __name__ == '__main__':
  
  statu_list = ["init ready","video ready","audio ready"]
  thread_list = list()
  for i in range(0,3):
    t = threading.Thread(target=player_init,args=(statu_list[i],))
    t.start()
    thread_list.append(t)
 
  for t in thread_list:
    t.join()

输出结果：

init ready
video ready
audio ready
初始化通过完成，音视频同步完成，可以开始播放....
xxxooooxxxxxooooxxxoooo
xxxooooxxxxxooooxxxoooo
xxxooooxxxxxooooxxxoooo

注意：如果barrier.wait(timeout=None)等待超时，会进入断开状态，引发BrokenBarrierError错误，为了程序的健壮性，最好加上异常处理；

2.案例二：重置线程障碍数量reset()

# 导入线程模块
import threading
 
def plyer_display():
  print('初始化通过完成，音视频同步完成，可以开始播放....')
 
# 设置3个障碍对象
barrier = threading.Barrier(3, action=plyer_display, timeout=None)
 
def player_init(statu):
 
  while True:
    print(statu)
    try:
      # 设置超时时间，如果2秒内，没有达到障碍线程数量，
      # 会进入断开状态，引发BrokenBarrierError错误
      barrier.wait(2)
    except Exception as e: # 断开状态，引发BrokenBarrierError错误
      # print("断开状态... ")
      continue
    else:
      print("xxxooyyyxxxooyyyxxxooyyy")
      break
 
if __name__ == '__main__':
 
  statu_list = ["init ready","video ready","audio ready"]
  thread_list = list()
  for i in range(0,3):
    t = threading.Thread(target=player_init,args=(statu_list[i],))
    t.start()
    
    thread_list.append(t)
    if i == 1: # 重置状态
      print("不想看爱情片，我要看爱情动作片....")
      barrier.reset()
  for t in thread_list:
    t.join()

输出结果：

init ready
video ready
不想看爱情片，我要看爱情动作片....
init ready
video ready
audio ready
初始化通过完成，音视频同步完成，可以开始播放....
xxxooyyyxxxooyyyxxxooyyy
xxxooyyyxxxooyyyxxxooyyy
xxxooyyyxxxooyyyxxxooyyy

注意：如果barrier.wait(timeout=None)等待超时，会进入断开状态，引发BrokenBarrierError错误，为了程序的健壮性，最好加上异常处理；