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概述

Queue模块，顾名思义其实现了各种队列，比如Queue，LifoQueue与PriorityQueue。

一开始我没有过多注意到该模块，随着学习深入，多线程编程越来越普遍，常常需要共享数据，而数据在共享时一旦涉及修改，就需要加锁来确保某个时刻仅有一个线程可以修改数据。

由于Queue模块是线程安全的，故数据可以通过其来实现共享，比起使用锁和信号量着实方便不少。

构造方法

Queue模块中有三种顺序表，分别是Queue，LifoQueue与PriorityQueue，下面是他们对应的构造方法：

三个构造方法都有maxsize参数，表示容量。当向已满的队列中继续插入时，将引起程序阻塞或异常。当maxsize小于等于0时，表示该队列容量无上限。

Queue(maxsize=0)

队列，先入先出

LifoQueue(maxsize=0)

栈，先入后出

PriorityQueue(maxsize=0)

优先队列

优先队列中的元素为item，取出元素时item先按"sorted(list(item))[0])"排序，再将第一个item弹出队列。

队列中item可以是自定义类型，但别忘记在自定义类型中实现__cmp__或__lt__方法。

优先队列的例子：

#!/usr/bin/env python3
# coding=utf-8

from queue import PriorityQueue


def main():
    q = PriorityQueue(5)
    q.put([3, '满月'])
    q.put([1, '繁星'])
    q.put([4, '江上'])
    print(q.get(), q.get(), q.get())

    q = PriorityQueue(5)
    q.put(3)
    q.put(1)
    q.put(4)
    print(q.get(), q.get(), q.get())


if __name__ == '__main__':
    main()

结果：

常用方法

qsize()

返回目前队列中元素的数量

empty()

队列是否为空

full()

队列是否已满

put(item, block=True, timeout=None)

向队列中插入item

如果队列已满，且block为True时，则在timeout秒数内阻塞，等待插入；当block为False或等待超过timeout时，抛出queue.Full异常。

如果队列已满，block为True，且timeout为None时，程序会一直阻塞直至成功插入元素。

put_nowait(item)

等价于put(item, block=False)

get(block=True, timeout=None)

从队列中取得下一个元素

如果队列为空，且block为True时，则在timeout秒数内阻塞，等待获取；当block为False或等待超过timeout时，抛出queue.Empty异常。

如果队列为空，block为True，且timeout为None时，程序会一直阻塞直至成功获取下一个元素。

get_nowait()

等价于get(block=False)

task_done()

告诉队列，之前的一次任务已完成

get()从队列中弹出并返回一个元素，该元素再被用于一系列可能的操作后，task_done()用于告诉队列这一系列操作成功执行完成。

如果在每次get()之后不调用task_done()，则之后join()方法会一直阻塞程序。

如果不使用join()，那么task_done()不需要调用。

join()

阻塞程序，直到队列中所有任务都完成，需和task_done()配合使用

代码

使用Queue模块的Queue队列，实现生产者与消费者：

#!/usr/bin/env python3
# coding=utf-8

import time
from threading import Thread
from queue import Queue, LifoQueue


def consumer(index, q):
    while True:
        if q.empty():
            break

        sleep_time = q.get(block=True, timeout=10)  # 弹出并返回
        print('%s thread sleep for %s seconds' % (index, sleep_time))
        time.sleep(sleep_time)
        q.task_done()  # 通知队列上一个get返回元素的任务已完成

    print('%s thread finished' % index)


def producer(q):
    for sleep_time in range(20):  # 将休眠时间压入队列
        q.put(sleep_time, block=True, timeout=20)


def main(q):
    thread_list = []
    for index in range(5):
        if index == 0:
            t = Thread(target=producer, args=(q,))  # 生产者
        else:
            t = Thread(target=consumer, args=(index, q))  # 消费者
        t.start()  # 开始该子线程
        thread_list.append(t)

    q.join()  # 等待队列为空，注意task_done方法必须被调用，否则一直阻塞

    for thread in thread_list:  # 等待所有子线程全部结束
        thread.join()

    print('done')


if __name__ == '__main__':
    q = Queue(5)
    # q = LifoQueue(5)
    main(q)

结果：

参考链接：

https://docs.python.org/3/library/queue.html

文中如有不当之处，还望包容和指出，感谢

Python Queue模块

概述