Wie kann ich Daten zwischen Anforderungen in einer Flask-Anwendung sicher austauschen?

Thread-Sicherheit globaler Variablen in Flask und Datenfreigabe zwischen Anforderungen

Problembeschreibung

In Flask-Anwendungen kann es vorkommen, dass der Anwendungsstatus in globalen Variablen gespeichert wird praktisch, aber es wirft Bedenken hinsichtlich der Thread-Sicherheit auf. Globale Variablen werden von allen Threads und Prozessen gemeinsam genutzt, was möglicherweise zu Datenbeschädigungen führt, wenn gleichzeitige Anforderungen dieselben Daten gleichzeitig ändern.

Thread-Sicherheit und gleichzeitiger Zugriff

Das Problem mit globalen Variablen ist, dass sie fehlen Synchronisierungsmechanismen zum Schutz vor gleichzeitigem Zugriff. Mehrere gleichzeitig ausgeführte Threads oder Prozesse können ohne jegliche Kontrolle auf globale Variablen zugreifen und diese ändern, was zu unerwarteten und falschen Ergebnissen führt.

Im bereitgestellten Beispiel:

global_obj = SomeObj(0)

Jeder Thread oder Prozess, der auf global_obj zugreift, wird dies tun einen eigenen lokalen Verweis auf das Objekt haben. Wenn mehrere Clients gleichzeitig Abfragen durchführen, kann es sein, dass das param-Attribut nicht in der erwarteten Reihenfolge erhöht wird. Dies kann zu übersprungenen Zahlen oder falschen Antworten führen.

Alternativen zu globalen Variablen

Es gibt mehrere alternative Ansätze zum Speichern von Daten, die zwischen Anforderungen auf threadsichere Weise geteilt werden:

• Externe Datenquellen: Speichern Sie globale Daten in einer externen Datenquelle wie einer Datenbank, Memcached oder Redis. Dadurch wird sichergestellt, dass die Daten bestehen bleiben und für mehrere Prozesse zugänglich sind.
• Sitzungsdaten: Verwenden Sie das Sitzungsobjekt von Flask, um Daten pro Benutzer zu speichern. Dies isoliert den Dateneigentum und verhindert Interferenzen zwischen Anfragen verschiedener Benutzer.
• multiprocessing.Manager: Verwenden Sie die Klasse multiprocessing.Manager in Python, um gemeinsame Datenstrukturen zu erstellen, die threadsicher und zugänglich sind mehrere Prozesse.
• Anforderungsspezifische Daten: Speichern Sie Daten, die für die aktuelle Anforderung spezifisch sind, im g-Objekt von Flask. Dieser Ansatz bietet eine saubere und isolierte Umgebung zum Speichern von Daten innerhalb einer einzelnen Anfrage.

Überlegungen für asynchrone Server

Der Entwicklungsserver kann zwar im Einzelthread- und Prozessmodus ausgeführt werden, wodurch Threads aktiviert werden oder Prozesse (z. B. app.run(threaded=True)) können die Thread-Sicherheitsprobleme aufdecken. Ebenso erfordern WSGI-Server, die asynchrone Worker unterstützen, möglicherweise zusätzliche Mechanismen, um die Thread-Sicherheit globaler Variablen zu gewährleisten.

Schlussfolgerung

Globale Variablen sollten nicht zum Speichern von Daten verwendet werden, die zwischen Anforderungen in Flask-Anwendungen gemeinsam genutzt werden aufgrund der Möglichkeit einer Datenbeschädigung und fehlerhaften Verhaltens. Erwägen Sie stattdessen die Verwendung der oben beschriebenen alternativen Ansätze, um die Thread-Sicherheit zu gewährleisten und die Datenintegrität in einer Multithread- oder Multiprozessumgebung aufrechtzuerhalten.

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