python隊列Queue

一、Queue

Queue是python標(biāo)準(zhǔn)庫中的線程安全的隊列(FIFO)實現(xiàn),提供了一個適用于多線程編程的先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)惭蹂,即隊列葵礼,用來在生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程之間的信息傳遞

隊列在多線程中可以共享萨醒,替代全局變量,無需加互斥鎖写妥。
隊列可以并發(fā)的派多個線程拳球,對排列的線程處理,并且每個需要處理線程只需要將請求的數(shù)據(jù)放入隊列容器的內(nèi)存中珍特,線程不需要等待祝峻,當(dāng)排列完畢處理完數(shù)據(jù)后,線程再準(zhǔn)時來取數(shù)據(jù)即可扎筒。請求數(shù)據(jù)的線程只與這個隊列容器存在關(guān)系莱找,處理數(shù)據(jù)的線程down掉不會影響到請求數(shù)據(jù)的線程,隊列會派給其他線程處理這分?jǐn)?shù)據(jù)砸琅,它實現(xiàn)了解耦宋距,提高效率。

隊列內(nèi)會有一個有順序的容器症脂,列表與這個容器是有區(qū)別的谚赎,列表中數(shù)據(jù)雖然是排列的淫僻,但數(shù)據(jù)被取走后還會保留,而隊列中這個容器的數(shù)據(jù)被取后將不會保留壶唤。當(dāng)必須在多個線程之間安全地交換信息時雳灵,隊列在線程編程中特別有用。

二闸盔、Python四種類型的隊例:

  • Queue:FIFO 即first in first out 先進(jìn)先出
  • LifoQueue:LIFO 即last in first out 后進(jìn)先出
  • PriorityQueue:優(yōu)先隊列悯辙,級別越低,越優(yōu)先
  • deque:雙邊隊列
from queue import Queue, LifoQueue, PriorityQueue

1迎吵、Queue 先進(jìn)先出隊列:

q = Queue(maxsize=5)
初始化一個隊列躲撰,默認(rèn)是不限定隊列的長度,也可以通過參數(shù)指定隊列中數(shù)據(jù)的maxsize击费,如果maxsize小于或者等于0拢蛋,隊列大小沒有限制。
put(i,timeout=2) 方法向隊列中添加元素蔫巩,timeout以設(shè)置隊列中數(shù)據(jù)滿了之后的等待時間(默認(rèn)一直等待)
q.put(999, block=False) # block=False谆棱,往隊列中添加數(shù)據(jù),不等待圆仔,如果隊列中數(shù)據(jù)已滿垃瞧,則會報錯

from queue import Queue

q = Queue(maxsize=5)  #限定最長為5

for i in range(5):
    q.put(i,timeout=2)  
print(q)

while not q.empty():
    print(q.get())

#輸出
0
1
2
3
4

2、LifoQueue 后進(jìn)先出隊列:

創(chuàng)建隊列和向隊列中添加元素與先進(jìn)先出隊列完全一致

from queue import LifoQueue

q = LifoQueue(5)  

for i in range(5):
    q.put(i,timeout=2)
print(q)

while not q.empty():
    print(q.get())

#輸出
4
3
2
1
0

3坪郭、優(yōu)先隊列:

from queue import PriorityQueue
import random
q = PriorityQueue(5)

for i in range(5):
    x = random.randint(1,99)
    q.put((x,f"{i}a"),timeout=2)
print(q)

while not q.empty():
    print(q.get())

#輸出
(37, '1a')
(44, '2a')
(52, '4a')
(76, '3a')
(77, '0a')

put傳遞的第一個參數(shù)為元組个从,元組的第一個元素表示數(shù)據(jù)的優(yōu)先級
隊列中的數(shù)據(jù)為元組類型:元組的第一個元素表示數(shù)據(jù)的優(yōu)先級,優(yōu)先級越小的先出來
關(guān)于優(yōu)先級截粗,盡量使用數(shù)值信姓,如果全是字符串鸵隧,會按ASCII碼進(jìn)行排序

通用方法

1绸罗、往隊列中添加數(shù)據(jù):q.put( item, block=True, timeout=None)
  • item為添加的對象
  • True 往隊列中添加數(shù)據(jù),如果隊列中數(shù)據(jù)已滿豆瘫,一直等待
  • bloke=False珊蟀,往隊列中添加數(shù)據(jù),不等待外驱,如果隊列中數(shù)據(jù)已滿育灸,則報錯
  • timeout不設(shè)置,一直等待
  • timeout設(shè)置后等待超過時間則報錯

其非阻塞版本為`put_nowait`等同于put(item, block=False)

2昵宇、從隊列中移除并返回一個數(shù)據(jù):q.get([block[, timeout]])

block和timeout用法與put一致
其非阻塞方法為`get_nowait()`相當(dāng)與get(block=False)

3磅崭、判斷隊列中數(shù)據(jù)是否為空:empty方法 q.empty()
  • 隊列中數(shù)據(jù)為空,返回True
  • 隊列中數(shù)據(jù)不為空瓦哎,返回False
4砸喻、判斷隊列中數(shù)據(jù)是否已滿:full q.full()
  • 隊列中數(shù)據(jù)已滿柔逼,返回True
  • 隊列中數(shù)據(jù)不滿,返回False
5割岛、獲取隊列中任務(wù)數(shù)量(多少條數(shù)據(jù)) q.qsize()
6愉适、task_done()

意味著之前入隊的一個任務(wù)已經(jīng)完成。由隊列的消費(fèi)者線程調(diào)用癣漆。每一個get()調(diào)用得到一個任務(wù)维咸,接下來的task_done()調(diào)用告訴隊列該任務(wù)已經(jīng)處理完畢。

如果當(dāng)前一個join()正在阻塞惠爽,它將在隊列中的所有任務(wù)都處理完時恢復(fù)執(zhí)行(即每一個由put()調(diào)用入隊的任務(wù)都有一個對應(yīng)的task_done()調(diào)用)癌蓖。

7、join()

阻塞調(diào)用線程婚肆,直到隊列中的所有任務(wù)被處理掉费坊。

只要有數(shù)據(jù)被加入隊列,未完成的任務(wù)數(shù)就會增加旬痹。當(dāng)消費(fèi)者線程調(diào)用task_done()(意味著有消費(fèi)者取得任務(wù)并完成任務(wù))附井,未完成的任務(wù)數(shù)就會減少。當(dāng)未完成的任務(wù)數(shù)降到0两残,join()解除阻塞永毅。

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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