Python公开课 - 标准库queue基本使用

前言

在python中，多个线程之间的数据是共享的，多个线程进行数据交换的时候，不能够保证数据的安全性和一致性，所以当多个线程需要进行数据交换的时候，队列就出现了，队列可以完美解决线程间的数据交换，保证线程间数据的安全性和一致性。

基本介绍

Python标准库中的queue模块实现了多生产者，多消费者队列。

当必须在多个线程之间安全地交换信息时，它在线程编程中特别有用。Queue模块中的类实现了所有必需的锁定语义。

这取决于Python中线程支持的可用性; 看threading 模块。

该模块实现了三种类型的队列，它们的区别仅在于取条目的顺序。

• FIFO 队列，即先进先出队列，添加的第一个条目是第一个取出的条目
• LIFO队列中，最近添加的条目是第一个取出的（像堆栈一样运行）
• 使用优先级队列，条目将保持排序（使用heapq模块），并首先检索最低值的条目

构造三种队列

在Python中，可以通过以下方式构造上述三种队列

1. Python queue模块的FIFO队列先进先出。 class queue.Queue(maxsize)
2. LIFO类似于堆，即先进后出。 class queue.LifoQueue(maxsize)
3. 优先级队列级别越低越先出来。 class queue.PriorityQueue(maxsize)

queue模块中的常用方法

• queue.qsize() 返回队列的大致大小，并非精准
• queue.empty() 如果队列为空，返回True,反之False
• queue.full() 如果队列满了，返回True,反之False，注意queue.full 与 maxsize 大小对应
• queue.get([block[, timeout]])获取队列，timeout等待时间
• queue.get_nowait() 相当queue.get(False)
• queue.put(item) 将条目写入队列，timeout等待时间
• queue.put_nowait(item) 相当queue.put(item, False)
• queue.task_done() 表示以前排队的任务已完成。由队列使用者线程使用。对于每个get()用于获取任务的人，后续调用 task_done()告诉队列任务的当前条目处理完成。
• queue.join() 实际上意味着等到队列为空，再执行别的操作

示例说明

import queue
import threading

def worker():
    while True:
        item = q.get()
        if item is None:
            break
        #do_work(item)
        print(item)
        q.task_done()

num_worker_threads=3
q = queue.Queue()
threads = []
for i in range(num_worker_threads):
    t = threading.Thread(target=worker)
    t.start()
    threads.append(t)

for item in range(10):
    q.put(item)

# block until all tasks are done
print ('wating_process')
q.join()
print ('queue_done')

# stop workers
for i in range(num_worker_threads):
    q.put(None)
for t in threads:
    t.join()
print ('exit')