基于Python的Hash-Lock协议的仿真实验代码

基于Python的Hash-Lock协议通常用于解决并发环境下的锁竞争问题，它利用了Python字典的哈希特性来实现一种无锁数据结构。Hash-Lock协议的核心思想是通过计算键值对的哈希值来获取锁，使得多个线程可以在不同的哈希槽上并行地持有锁。

以下是一个简单的基于Python的Hash-Lock协议的仿真实验代码示例：

import threading
from collections import defaultdict

class HashLock:
    def __init__(self):
        self.locks = defaultdict(threading.Lock)

    def lock(self, key):
        lock = self.locks[hash(key)]
        lock.acquire()
        return lock

    def unlock(self, key, lock):
        lock.release()

# 使用例子
hash_lock = HashLock()
def thread_func(key):
    lock = hash_lock.lock(key)
    try:
        # 这里是需要同步的部分，例如数据库操作
        print(f"Thread {threading.current_thread().name} acquired lock for {key}")
        time.sleep(2)  # 模拟耗时操作
    finally:
        hash_lock.unlock(key, lock)
        print(f"Thread {threading.current_thread().name} released lock for {key}")

keys = [i for i in range(10)]
threads = [threading.Thread(target=thread_func, args=(i,)) for i in keys]
for t in threads:
    t.start()
for t in threads:
    t.join()

在这个例子中，每个线程通过`lock()`函数获取对应的锁，如果成功获取，则进入临界区执行任务；当完成任务后，通过`unlock()`释放锁。由于锁是在哈希表中按键存储的，所以理论上可以支持多个线程同时持有锁，避免了传统的互斥锁带来的死锁风险。