Python的线程07 带你验收一款线程安全的队列

Posted 2022-01-07 雷学委

正式的Python专栏第45篇，同学站住，别错过这个从0开始的文章！

前面多篇文章详细讲解了线程和线程安全，以及一些程序多线程错误下的，线程安全改造。

是否有一种神器，解决线程/并发的问题呢？

有，它就是队列（Queue）

什么是队列？

像排队一样，从头到尾排成一排，还可以有人继续往后排队，这就是队列。

这里学委想说的是Queue这个类, 它是queue这个内置模块内的一个类。

import queue
q = queue.Queue(5) #可以传入参数指定队列大小
queue.Queue()# 不传或者给0或者<0的数字则创建一个无限长度的队列

它提供了很多函数，下面几个函数，我们使用的比较多：

• get: 获取并移除队头元素，就是出队
• put： 往队列末尾加入元素，也就是后来者排队
• qsize： 获取队列的长度
• empty： 队列空了，没有人在排了
• full： 队列满了。

看着比较枯燥，学委画了下图展示：

这个队列put了3次，依次放入：持续学习，持续开发，我雷学委。队列长度为3

队列基操 入队/出队/查队列状态

学委准备了下面的代码：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/11/24 12:02 上午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : threadsafe_queue0.py
# @Project : hello


import queue

q = queue.Queue(5)

print("学委粉丝队列：", q)
print("空队，学委粉丝队列大小：", q.qsize())
print("空队列？", q.empty())
for i in range(5):
    q.put(i)

print("队列满了？", q.full())
print("排满了，学委粉丝队列大小：", q.qsize())

while not q.empty():
    print("粉丝 %s 出队点赞！" % q.get())
print("最后，学委粉丝队列大小：", q.qsize())

这段代码创建了一个长的为5的队列。

然后一个循环写满队列，接着再依此出队，粉丝出队点赞。

下面是运行效果：

是不是很简单。

好消息，Queue这个是一个线程安全的类

前面学委展示了几篇文章，碰到下面的代码（反复读写共享变量）结果总是出乎依赖！

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

如果我们对队列进行反复读写，会不会出现问题呢？

不妨，写个代码验收一下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/11/24 12:02 上午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : threadsafe_queue1.py
# @Project : hello


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()


# 创建4个任务重复给学委加关注/脱粉（还是希望各位编程的明日之星跟着学习，共同进步！）
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("活跃线程数:", threading.active_count())
print("活跃线程:", threading.current_thread().name)
#反复对队列进行添加数据，移除数据，队列最后清零了
print("学委粉丝队列:", xuewei_fans_q.qsize())

不管运行多少次，队列（希望是黑粉队列）都为0元素。

总结

本篇学委分享了一个线程安全的队列Queue，这个非常重要！

前面花了很多篇幅讲解多线程出现的一些问题和解决，很麻烦。

但是队列Queue这个类是线程安全的，这个是经过验证的，读者朋友务必掌握牢固。

虽然展示的队列是粉丝队列，学委还是希望各位编程的明日之星跟着学习，一起共同进步！

下一篇学委将分享用队列改造转账程序，优雅的解决转账金额错误的问题。

对了，喜欢Python的朋友，请关注学委的 Python基础专栏 or Python入门到精通大专栏

持续学习持续开发，我是雷学委！
编程很有趣，关键是把技术搞透彻讲明白。
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