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Python Queue模块详解

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Python中,队列是线程间最常用的交换数据的形式。Queue模块是提供队列操作的模块,虽然简单易用,但是不小心的话,还是会出现一些意外。

创建一个“队列”对象
import Queue
q = Queue.Queue(maxsize = 10)
Queue.Queue类即是一个队列的同步实现。队列长度可为无限或者有限。可通过Queue的构造函数的可选参数maxsize来设定队列长度。如果maxsize小于1就表示队列长度无限。

将一个值放入队列中
q.put(10)
调用队列对象的put()方法在队尾插入一个项目。put()有两个参数,第一个item为必需的,为插入项目的值;第二个block为可选参数,默认为
1。如果队列当前为空且block为1,put()方法就使调用线程暂停,直到空出一个数据单元。如果block为0,put方法将引发Full异常。

将一个值从队列中取出
q.get()
调用队列对象的get()方法从队头删除并返回一个项目。可选参数为block,默认为True。如果队列为空且block为True,get()就使调用线程暂停,直至有项目可用。如果队列为空且block为False,队列将引发Empty异常。

Python Queue模块有三种队列及构造函数:
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、还有一种是优先级队列级别越低越先出来。    class Queue.PriorityQueue(maxsize)

此包中的常用方法(q = Queue.Queue()):
q.qsize() 返回队列的大小
q.empty() 如果队列为空,返回True,反之False
q.full() 如果队列满了,返回True,反之False
q.full 与 maxsize 大小对应
q.get([block[, timeout]]) 获取队列,timeout等待时间
q.get_nowait() 相当q.get(False)
非阻塞 q.put(item) 写入队列,timeout等待时间
q.put_nowait(item) 相当q.put(item, False)
q.task_done() 在完成一项工作之后,q.task_done() 函数向任务已经完成的队列发送一个信号
q.join() 实际上意味着等到队列为空,再执行别的操作

范例:
实现一个线程不断生成一个随机数到一个队列中(考虑使用Queue这个模块)
实现一个线程从上面的队列里面不断的取出奇数
实现另外一个线程从上面的队列里面不断取出偶数

#!/usr/bin/env python
#coding:utf8
import random,threading,time
from Queue import Queue
#Producer thread
class Producer(threading.Thread):
    def __init__(self, t_name, queue):
        threading.Thread.__init__(self,name=t_name)
        self.data=queue
    def run(self):
        for i in range(10):    #随机产生10个数字 ,可以修改为任意大小
            randomnum=random.randint(1,99)
            print "%s: %s is producing %d to the queue!" % (time.ctime(), self.getName(), randomnum)
            self.data.put(randomnum)  #将数据依次存入队列
            time.sleep(1)
        print "%s: %s finished!" %(time.ctime(), self.getName())
 
#Consumer thread
class Consumer_even(threading.Thread):
    def __init__(self,t_name,queue):
        threading.Thread.__init__(self,name=t_name)
        self.data=queue
    def run(self):
        while 1:
            try:
                val_even = self.data.get(1,5)  #get(self, block=True, timeout=None) ,1就是阻塞等待,5是超时5秒
                if val_even%2==0:
                    print "%s: %s is consuming. %d in the queue is consumed!" % (time.ctime(),self.getName(),val_even)
                    time.sleep(2)
                else:
                    self.data.put(val_even)
                    time.sleep(2)
            except:     #等待输入,超过5秒  就报异常
                print "%s: %s finished!" %(time.ctime(),self.getName())
                break
class Consumer_odd(threading.Thread):
    def __init__(self,t_name,queue):
        threading.Thread.__init__(self, name=t_name)
        self.data=queue
    def run(self):
        while 1:
            try:
                val_odd = self.data.get(1,5)
                if val_odd%2!=0:
                    print "%s: %s is consuming. %d in the queue is consumed!" % (time.ctime(), self.getName(), val_odd)
                    time.sleep(2)
                else:
                    self.data.put(val_odd)
                    time.sleep(2)
            except:
                print "%s: %s finished!" % (time.ctime(), self.getName())
                break
#Main thread
def main():
    queue = Queue()
    producer = Producer('Pro.', queue)
    consumer_even = Consumer_even('Con_even.', queue)
    consumer_odd = Consumer_odd('Con_odd.',queue)
    producer.start()
    consumer_even.start()
    consumer_odd.start()
    producer.join()
    consumer_even.join()
    consumer_odd.join()
    print 'All threads terminate!'
 
if __name__ == '__main__':
    main()

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