一、队列queue
队列queue 多应用在多线程场景，多线程访问共享变量。
对于多线程而言，访问共享变量时，队列queue的线程安全的。
因为queue使用了一个线程锁(pthread.Lock())，以及三个条件变量(pthread.condition()),来保证了线程安全。
总结：队列提供了一个安全可靠的共享数据使用方案。
| 队列内置控制安全的几个参数，非用户使用 | 名称 | 作用 |
| self.mutex | 互斥锁 | 任何获取队列的状态(empty(),qsize()等)，或者修改队列的内容的操作(get,put等)都必须持有该互斥锁。共有两种操作require获取锁，release释放锁。同时该互斥锁被三个共享变量同时享有，即操作conditiond时的require和release操作也就是操作了该互斥锁。 |
| self.not_full | 条件变量 队列没满 |
当队列中有元素添加后，会通知notify其他等待添加元素的线程，唤醒等待require互斥锁，或者有线程从队列中取出一个元素后，通知其它线程唤醒以等待require互斥锁。 |
| self.not_empty | 条件变量 队列不为空 |
线程添加数据到队列中后，会调用self.not_empty.notify()通知其它线程，唤醒等待require互斥锁后，读取队列。 |
| self.all_tasks_done | 条件变量 队列数据全部处理完
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消费者线程从队列中get到任务后，任务处理完成，当所有的队列中的任务处理完成后，会使调用queue.join()的线程返回，表示队列中任务以处理完毕。 |
###queue的初始化函数### def __init__(self, maxsize=0): self.maxsize = maxsize self._init(maxsize) # mutex must be held whenever the queue is mutating. All methods # that acquire mutex must release it before returning. mutex # is shared between the three conditions, so acquiring and # releasing the conditions also acquires and releases mutex. self.mutex = _threading.Lock() # Notify not_empty whenever an item is added to the queue; a # thread waiting to get is notified then. self.not_empty = _threading.Condition(self.mutex) # Notify not_full whenever an item is removed from the queue; # a thread waiting to put is notified then. self.not_full = _threading.Condition(self.mutex) # Notify all_tasks_done whenever the number of unfinished tasks # drops to zero; thread waiting to join() is notified to resume self.all_tasks_done = _threading.Condition(self.mutex) self.unfinished_tasks = 0
二、队列数据存取规则：
| 数据使用方式 |
类名 |
作用 | 示例 |
| FIFO先进先出 |
Queue(maxsize) |
先进入队列的数据，先取出 maxsize:>=0 设置队列长度，0为无限长 |
q = queue.Queue() |
| FILO先进后出 |
LifoQueue(maxsize) |
先进入队列的数据，最后取出 maxsize:>=0 设置队列长度，0为无限长 |
q = queue.LifoQueue() |
| Priority优先级 |
PriorityQueue(maxsize) |
设置优先标志，优先取出高标志位 maxsize:>=0 设置队列长度，0为无限长 |
q = queue.PriorityQueue() |
###例子一：先进先出### import queue q = queue.Queue() for i in range(5): q.put(i) for i in range(5): print(q.get(),end=" ") #---结果--- 0 1 2 3 4 ###例子二：后进先出### import queue q = queue.LifoQueue() for i in range(5): q.put(i) for i in range(5): print(q.get(),end=" ") #---结果--- 4 3 2 1 0 ###例子三：按优先标志位读取### #参考其它资料，看到许多讲述优先级队列的实现，但是我觉得直接用元组的方式比较简单粗暴。 import queue p = queue.PriorityQueue() p.put((3,"3")) p.put((1,"1")) p.put((4,"4")) p.put((2,"2")) for i in range(3): print(p.get()) #---结果：按元组索引0排序--- (1, '1') (2, '2') (3, '3') (4, '4') ###例子四：多元组判断### import queue p = queue.PriorityQueue() p.put((1,4,"a")) p.put((2,1,"666")) p.put((1,3,"4")) p.put((2,2,"2")) for i in range(3): print(p.get()) #-----结果：元组对应的序号进行比较，主键是序号0，越往后，优先度越低。----- (1, 3, '4') (1, 4, 'a') (2, 1, '666') (2, 2, '2')
三、队列的常用方法和属性：
| 方法和属性 | 作用 |
示例 |
| task_done() | 1、标记之前的一个任务已经完成。 2、由队列的消费者线程调用。每一个get()调用得到一个任务，接下来的task_done()调用告诉队列该任务已经处理完毕。 3、如果当前的join()当前处于阻塞状态，当前的所有元素执行后都会重启（意味着收到加入queue的每一个对象的task_done()调用的信息） |
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| join() |
阻塞： 等待队列所有任务执行结束。 当消费者线程调用task_done()，队列中未完成的计数就会减少，直至计数为0，解除阻塞。 |
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| put(item,block,timeout) |
把对象item放入队列： item：对象名称，必填项。 block： 默认是True，如果队列满等待。 设置成False，如果队列满报Full异常。 timeout：【block为True是生效】 默认是None，如果队列满了等待。 0：不等待，队列满了立即报Full。 正数1~：等待相应秒数，秒数到了，队列还是满的，报错Full。 |
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| put_nowait(item) | 向队列里存对象，不等待 | |
| get(block,timeout) |
从队列取出对象，并把对象从队列中删除 block： 默认是True，队列为空等待。 可以变更为False，如果队列为空，报Empty错误。 timeout：【block为True是生效】 默认是None，队列为空，等待。 0：不等待，队列为空直接报Empty。 正数1~：等待相应秒数，如果依然为空，则报Empty |
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| get_nowait() | 从队列里取对象，不等待 | |
| qsize() |
返回队列长度的近似值。 qsize长度不做为get和put方法的操作依据。 |
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| empty() |
队列为空返回True 不做为get和put方法的操作依据。 |
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| full() |
队列满了返回True 不做为get和put方法的操作依据。 |
四、队列数据进出规则实例 ：
也是一个最简单的生产者消费者例子。
'''例子一：队列基本的进出规则'''
import queue,time,threading,random
def productor(name,s): # 生产者函数，向队列里放产品
time.sleep(s)
print ('服务员{}有时间了'.format(name))
q.put(name)
def customer(): # 消费者函数，从队列里取产品
s = q.get()
print ('服务员{}被叫走了'.format(s))
l = []
q = queue.LifoQueue() # 后进先出，把LifoQueue改成Queue，先进先出。
for i in range(5):
n = random.randint(1,7)
t = threading.Thread(target=productor,args=(i,n)) # 生产线程
l.append(t)
t.start()
for i in l:
i.join()
customer()
#-----运行结果：因为有Random，所以结果不固定，主要观察消费顺序。------
服务员0有时间了
服务员0被叫走了
服务员1有时间了
服务员1被叫走了
服务员4有时间了
服务员3有时间了
服务员2有时间了
服务员2被叫走了
服务员3被叫走了
服务员4被叫走了
参考资料：
http://python.jobbole.com/87592/