day37-进程-锁和信号量

#1、锁：房间的门上有一把锁，锁上有一把钥匙，一个人使用这把钥匙开锁之后，带上钥匙进入房间，把门给反锁了，他在房间干活，
#    只要他不出来还锁，别人是无法进入房间的。同时只能有一个人在房间里干活。效率低，但能保证数据安全。
# 锁 在并发编程中保证数据安全。
#多进程实现并发：多进程就是同时开启多个进程，它们各干各活，从宏观上看跟并发编程是同一个意思。
from multiprocessing import Lock
lock = Lock()                     #创建锁，记住一把锁只有一把钥匙。
lock.acquire()                    #需要锁，拿到了钥匙
lock.acquire()                    #需要锁，但是锁被上面的人拿走了，等别人还锁，所以阻塞了。
lock.release()                    #释放锁，还钥匙

#2、抢票：
# json.load(f)：load针对文件句柄，从文件中读取，将string转换为dict。
# json.dump(dict,f):将dict转换为string，写入到文件。
# ticket文件里的字典：{"count":3} ，"count"必须使用双引号，不能使用单引号。
from multiprocessing import Lock
from multiprocessing import Process
import json
def search(i):   #搜索余票，json.load(f)是dict。
    with open('ticket') as f:
        print('客户%s'%i,'查到余票%s'%json.load(f)['count'])

def get(i):    #抢票，json.dump(dict,f)把dict转换为string写入到文件中。
    with open('ticket') as f:
        ticket_count = json.load(f)['count'] #先查出余票的数量。
    if ticket_count > 0:
        with open('ticket','w') as f :
            json.dump({'count':ticket_count-1},f) #抢到票，余票的数量要减1。
        print('客户%s抢到票了'%i)
    else:
        print('客户%s没抢到'%i)

def task(i,lock):     #调用任务task，就可以搜索余票和抢票。
    search(i)         #每个进程都可以搜索余票
    lock.acquire()    #只允许一个进程拿到钥匙，其他进程在等待。
    get(i)            #抢票
    lock.release()    #抢到票之后，还钥匙，这样其他进程才可以拿到钥匙。

if __name__ == '__main__':
    lock = Lock()           #创建锁。
    for i in range(5):     #有5个客户同时在抢票。
        p = Process(target=task,args=(i,lock)) #5个客户相当于5个进程。
        p.start()
# 客户1 查到余票3
# 客户0 查到余票3
# 客户1抢到票了
# 客户0抢到票了
# 客户3 查到余票1
# 客户3抢到票了
# 客户2 查到余票0
# 客户2没抢到
# 客户4 查到余票0
# 客户4没抢到

#3、信号量Semaphore：一把锁可以设置多把钥匙，例如设置3把钥匙，那么同时只能有三个人进入房间，其他人在等待，
#                当房间有人出来，其他人才可以进入。
#以迷你唱吧为例，每次只能进去两个人，其他人在外面等待，有人出来，其他人才能进去。
#信号量本质上就是锁，只不过在锁里面加上了计数器，acquire的时候钥匙的数量减1，release的时候钥匙的数量加1，
#当钥匙的数量为0的时候，其他进程只能等待了。
from multiprocessing import Semaphore
from multiprocessing import Process
import random
import time
def sing(i,sem):
    sem.acquire()                   #拿到钥匙
    print('%s进入房间唱K'%i)
    time.sleep(random.randint(1,10)) #在房间逗留了1到10秒
    print('%s出来了'%i)
    sem.release()                   #还钥匙，有人还钥匙，其他人才能拿到钥匙进入房间。

if __name__ == '__main__':
    sem = Semaphore(2)      #信号量是2，也就是有两把钥匙，每次只能进去两个人，其他人在等待。
    for i in range(5):     #有5个人想唱K
        p = Process(target=sing,args=(i,sem))
        p.start()
# 1进入房间唱K
# 0进入房间唱K
# 1出来了
# 3进入房间唱K
# 0出来了
# 2进入房间唱K
# 3出来了
# 4进入房间唱K
# 2出来了
# 4出来了