Pythonのバリア（Barrier）オブジェクトとは？スレッド同期の基本を解説

Pythonのバリア（Barrier）オブジェクトとは

バリア（Barrier）は、Pythonが提供するスレッド同期手法のひとつです。単一または複数のスレッドが、処理の流れの中の特定の時点で互いに待ち合わせ、参加スレッド全員が揃ったところで一斉に先へ進むための仕組みを提供します。

バリアオブジェクトを作成するには、threading.Barrierを使用します。

threading.Barrier(parties, action = None, timeout = None)

コンストラクタの引数

• parties：待ち合わせるスレッドの数。
• action：スレッドが解放される際に、いずれか1つのスレッドによって呼び出される関数。
• timeout：デフォルトのタイムアウト値。wait()に個別のタイムアウト値が指定されなかった場合に、この値が使用されます。

Barrierクラスの主な属性とメソッド

バリアの使用例

以下は、4つのスレッドがバリアで待ち合わせる簡単なサンプルコードです。

barrierThread.py

from random import randrange
from threading import Barrier, Thread
from time import ctime, sleep
num = 4
# 4つのスレッドがこのバリアを通過すると、全員が解放されます。
b = Barrier(num)
names = ['India', 'Japan', 'USA', 'China']
def player():
    name = names.pop()
    sleep(randrange(2, 5))
    print('%s reached the barrier at: %s \n' % (name, ctime()))
    b.wait()
threads = []
print("Race starts now…")
for i in range(num):
    threads.append(Thread(target=player))
    threads[-1].start()
"""
以下のループにより、メインスクリプトが先へ進む前に
各スレッドの完了を待機できるようになります。
"""
for thread in threads:
    thread.join()
print("All Reached Barrier Point!")

実行結果

Race starts now…
India reached the barrier at: Fri Jan 18 14:07:44 2019
China reached the barrier at: Fri Jan 18 14:07:44 2019
Japan reached the barrier at: Fri Jan 18 14:07:46 2019
USA reached the barrier at: Fri Jan 18 14:07:46 2019
All Reached Barrier Point!

このように、各スレッドはランダムな時間だけ処理を続けた後バリアに到達して待機し、最後の1つ（USA）が到達した時点で全員が同時に解放されていることがわかります。マルチスレッド処理において、複数スレッドの足並みを揃えたい場面で、バリアは非常に有効な同期ツールです。