（四）共享数据、竞争与锁

1. 两次更新覆盖了同一份旧值

两个线程都想把计数加一。把“读取旧值”和“写回新值”拆开，再用 Barrier 让双方都读完才写，能稳定看见一次更新丢失：

# 项目文件：demos/thread_race.py
# 错误示例：Barrier 等到两边都读取旧值，再同时进入写回阶段。
from threading import Barrier, Thread

counter = 0
both_read = Barrier(2)


def increase():
    global counter
    old = counter
    both_read.wait()
    counter = old + 1


if __name__ == "__main__":
    threads = [Thread(target=increase) for _ in range(2)]
    for thread in threads:
        thread.start()
    for thread in threads:
        thread.join()
    print(counter)

双方读到的 old 都是 0，各自写回 1，最终输出 1。它们确实各执行了一次写入，但没有保留两次更新。第五章两份旧文件快照先后保存时也有类似的问题。

2. 把读、改、写放进同一次互斥范围

# 项目文件：demos/thread_lock.py
# Lock 保护完整的读取和写回；第二个线程取得锁后读到的是更新后的值。
from threading import Lock, Thread

counter = 0
lock = Lock()


def increase():
    global counter
    with lock:
        old = counter
        counter = old + 1


if __name__ == "__main__":
    threads = [Thread(target=increase) for _ in range(2)]
    for thread in threads:
        thread.start()
    for thread in threads:
        thread.join()
    print(counter)

这次输出 2。锁保护的是一组需要作为整体发生的动作。若只把最后一行写入加锁，两个线程仍可能先读到同一个旧值。上个例子的 Barrier 也不能放进这份锁内等待第二个线程：第一个持锁等待，第二个拿不到锁，两边会互相等住。

可以继续减少共享：工作线程只返回自己处理的书目，主线程统一汇总；把要传递的结果放进队列，而不是让所有线程随时修改同一个业务对象。