Python线程与锁操作全局变量行为不符，问题出在哪里？

我编写了如下Python代码：

from threading import Thread, Lock
from time import sleep  # 原代码漏了该导入，先补上

i = 1
lock = Lock()
def t_func():
    global i
    while True:
        lock.acquire()
        local_i = i
        i += 1
        lock.release()
        sleep(1)
        print(i)

预期每个线程始终输出唯一的i值，但运行30个并发线程时出现如下重复输出：

743743
744
745

747
748
749
750
751
752
753
754754
755

757
758

请问我哪里出错了？

问题根源 #

你的锁只保护了i的递增操作，但完全没管print输出的过程。

多个线程完成i +=1后，会一起进入sleep(1)，随后几乎同时触发print(i)。而Python的print函数本身不是线程安全的——它输出字符串到控制台的过程可能被其他线程打断，导致多个线程的输出内容直接叠加，看起来就像重复的数值。比如线程A刚输出"743"还没换行，线程B就输出了另一个"743"，最终就出现了"743743"的错乱结果。

另外，原代码漏导入了sleep函数，但这不是输出重复的直接原因。

修复方案 #

把print操作也放到锁的保护范围内，确保每个线程的输出过程是原子性的：

方案1（推荐，逻辑更合理） #

直接在锁内输出线程拿到的原始值，避免后续i被其他线程修改导致的输出偏差：

from threading import Thread, Lock
from time import sleep

i = 1
lock = Lock()
def t_func():
    global i
    while True:
        lock.acquire()
        local_i = i
        i += 1
        print(local_i)  # 输出线程自己拿到的唯一值
        lock.release()
        sleep(1)

方案2（保留sleep后输出的逻辑） #

如果一定要在sleep后输出，那输出时也要加锁：

from threading import Thread, Lock
from time import sleep

i = 1
lock = Lock()
def t_func():
    global i
    while True:
        # 先加锁拿到当前值并递增
        lock.acquire()
        current_i = i
        i += 1
        lock.release()
        
        sleep(1)
        
        # 输出时再次加锁，确保输出不被打断
        lock.acquire()
        print(current_i)
        lock.release()

补充说明 #

原代码里print(i)输出的是递增后的i值，而不是线程自己拿到的local_i——比如线程A拿到local_i=743，i变成744；线程B接着拿到local_i=744，i变成745。两个线程sleep后都会输出745，这本身就会导致重复值。所以输出local_i才是符合"每个线程输出唯一值"预期的做法。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user16732580