Python執行緒之執行緒安全的佇列Queue

2022-02-24 13:00:47

一、什麼是佇列？

像排隊一樣，從頭到尾排成一排，還可以有人繼續往後排隊，這就是佇列。

這裡學委想說的是Queue這個類, 它是queue這個內建模組內的一個類。

import queue
q = queue.Queue(5) #可以傳入引數指定佇列大小
queue.Queue()# 不傳或者給0或者<0的數位則建立一個無限長度的佇列

它提供了很多函數，下面幾個函數，我們使用的比較多：

get: 獲取並移除隊頭元素，就是出隊
put：往佇列末尾加入元素，也就是後來者排隊
qsize：獲取佇列的長度
empty：佇列空了，沒有人在排了
full：佇列滿了。

看著比較枯燥，學委畫了下圖展示：

這個佇列put了3次，依次放入：持續學習，持續開發，我雷學委。佇列長度為3

二、佇列基操入隊/出隊/查佇列狀態

準備了下面的程式碼：

import queue

q = queue.Queue(5)

print("學委粉絲佇列：", q)
print("空隊，學委粉絲佇列大小：", q.qsize())
print("空佇列？", q.empty())
for i in range(5):
    q.put(i)

print("佇列滿了？", q.full())
print("排滿了，學委粉絲佇列大小：", q.qsize())

while not q.empty():
    print("粉絲 %s 出隊點贊！" % q.get())
print("最後，學委粉絲佇列大小：", q.qsize())

這段程式碼建立了一個長的為5的佇列。

然後一個迴圈寫滿佇列，接著再依此出隊，粉絲出隊點贊。

下面是執行效果：

是不是很簡單。

三、Queue是一個執行緒安全的類

前面幾篇文章，碰到下面的程式碼（反覆讀寫共用變數）結果總是出乎依賴！

amount = 100
def transfer(money):
    global amount
    for i in range(100000):
        amount += money

如果我們對佇列進行反覆讀寫，會不會出現問題呢？

不妨，寫個程式碼驗收一下：

import queue
import threading

xuewei_fans_q = queue.Queue()


def transfer(money):
    for i in range(100000):
        xuewei_fans_q.put(money)
        xuewei_fans_q.get()


# 建立4個任務重複給學委加關注/脫粉（還是希望各位程式設計的明日之星跟著學習，共同進步！）
t_group = []
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=lambda: transfer(-1))
    t_group.append(t)
    t.start()
    t = threading.Thread(target=lambda: transfer(1))
    t_group.append(t)
    t.start()
    t = threading.Thread(target=lambda: transfer(-1))
    t_group.append(t)
    t.start()
    t = threading.Thread(target=lambda: transfer(1))
    t_group.append(t)
    t.start()

for t in t_group:
    t.join()
print("-" * 16)
print("活躍執行緒數:", threading.active_count())
print("活躍執行緒:", threading.current_thread().name)
#反覆對佇列進行新增資料，移除資料，佇列最後清零了
print("學委粉絲佇列:", xuewei_fans_q.qsize())

不管執行多少次，佇列（希望是黑粉佇列）都為0元素。