（转）有关Queue队列

Posted 2020-08-10 老牛一逼了

Queue

Queue是python标准库中的线程安全的队列（FIFO）实现,提供了一个适用于多线程编程的先进先出的数据结构，即队列，用来在生产者和消费者线程之间的信息传递

基本FIFO队列

class Queue.Queue(maxsize=0)

FIFO即First in First Out,先进先出。Queue提供了一个基本的FIFO容器，使用方法很简单,maxsize是个整数，指明了队列中能存放的数据个数的上限。一旦达到上限，插入会导致阻塞，直到队列中的数据被消费掉。如果maxsize小于或者等于0，队列大小没有限制。

举个例子：

 1 import Queue
 2 
 3 q = Queue.Queue()
 4 
 5 for i in range(5):
 6     q.put(i)
 7 
 8 while not q.empty():
 9     print q.get()
10 
11 输出结果：
12 0
13 1
14 2
15 3
16 4

LIFO队列

class Queue.LifoQueue(maxsize=0)

LIFO即Last in First Out,后进先出。与栈的类似，使用也很简单,maxsize用法同上

举个例子：

 1 import Queue
 2 
 3 q = Queue.LifoQueue()
 4 
 5 for i in range(5):
 6     q.put(i)
 7 
 8 while not q.empty():
 9     print q.get()
10 
11 输出：
12 
13 4
14 3
15 2
16 1
17 0

可以看到仅仅是将Queue.Quenu类替换为Queue.LifiQueue类

 

优先级队列

class Queue.PriorityQueue(maxsize=0)

构造一个优先队列。maxsize用法同上。

import Queue
import threading

class Job(object):
    def __init__(self, priority, description):
        self.priority = priority
        self.description = description
        print ‘Job:‘,description
        return
    def __cmp__(self, other):
        return cmp(self.priority, other.priority)

q = Queue.PriorityQueue()

q.put(Job(3, ‘level 3 job‘))
q.put(Job(10, ‘level 10 job‘))
q.put(Job(1, ‘level 1 job‘))

def process_job(q):
    while True:
        next_job = q.get()
        print ‘for:‘, next_job.description
        q.task_done()

workers = [threading.Thread(target=process_job, args=(q,)),
        threading.Thread(target=process_job, args=(q,))
        ]

for w in workers:
    w.setDaemon(True)
    w.start()

q.join()

输出结果：

Job: level 3 job
Job: level 10 job
Job: level 1 job
for: level 1 job
for: level 3 job
for: job: level 10 job

一些常用方法

task_done()

意味着之前入队的一个任务已经完成。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。

如果当前一个join()正在阻塞，它将在队列中的所有任务都处理完时恢复执行（即每一个由put()调用入队的任务都有一个对应的task_done()调用）。

join()

阻塞调用线程，直到队列中的所有任务被处理掉。

只要有数据被加入队列，未完成的任务数就会增加。当消费者线程调用task_done()（意味着有消费者取得任务并完成任务），未完成的任务数就会减少。当未完成的任务数降到0，join()解除阻塞。

put(item[, block[, timeout]])

将item放入队列中。

1. 如果可选的参数block为True且timeout为空对象（默认的情况，阻塞调用，无超时）。
2. 如果timeout是个正整数，阻塞调用进程最多timeout秒，如果一直无空空间可用，抛出Full异常（带超时的阻塞调用）。
3. 如果block为False，如果有空闲空间可用将数据放入队列，否则立即抛出Full异常

其非阻塞版本为put_nowait等同于put(item, False)

get([block[, timeout]])

从队列中移除并返回一个数据。block跟timeout参数同put方法

其非阻塞方法为｀get_nowait()｀相当与get(False)

empty()

如果队列为空，返回True,反之返回False

 

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创建一个“队列”对象

import Queue
myqueue = Queue.Queue(maxsize = 10)

Queue.Queue类即是一个队列的同步实现。队列长度可为无限或者有限。可通过Queue的构造函数的可选参数maxsize来设定队列长度。如果maxsize小于1就表示队列长度无限。

 

将一个值放入队列中

myqueue.put(10)

调用队列对象的put()方法在队尾插入一个项目。put()有两个参数，第一个item为必需的，为插入项目的值；第二个block为可选参数，默认为1。如果队列当前为空且block为1，put()方法就使调用线程暂停,直到空出一个数据单元。如果block为0，put方法将引发Full异常。

PS：block参数为True，相当于队伍排满了，就在旁边等着，腾出位置再插进去；block为False，相当于队伍排满了，没位置了，直接投诉，不他妈跟你墨迹

 

将一个值从队列中取出

myqueue.get()

调用队列对象的get()方法从队头删除并返回一个项目。可选参数为block，默认为True。如果队列为空且block为True，get()就使调用线程暂停，直至有项目可用。如果队列为空且block为False，队列将引发Empty异常。

PS：block参数为True，相当于锅里没吃的了，就在旁边等着上新菜，上了新菜再直接端走；block为False，相当于锅里没货了，没耐心等新菜上锅，直接掀锅砸灶，去你妈的

 

python queue模块有三种队列:
1、python queue模块的FIFO队列先进先出。
2、LIFO类似于堆。即先进后出。
3、还有一种是优先级队列级别越低越先出来。 

针对这三种队列分别有三个构造函数:
1、class Queue.Queue(maxsize) FIFO 
2、class Queue.LifoQueue(maxsize) LIFO 
3、class Queue.PriorityQueue(maxsize) 优先级队列 

介绍一下此包中的常用方法:

Queue.qsize() 返回队列的大小 
Queue.empty() 如果队列为空，返回True,反之False 
Queue.full() 如果队列满了，返回True,反之False
Queue.full 与 maxsize 大小对应 
Queue.get([block[, timeout]])获取队列，timeout等待时间 
Queue.get_nowait() 相当Queue.get(False)
非阻塞 Queue.put(item) 写入队列，timeout等待时间 
Queue.put_nowait(item) 相当Queue.put(item, False)
Queue.task_done() 在完成一项工作之后，Queue.task_done()函数向任务已经完成的队列发送一个信号
Queue.join() 实际上意味着等到队列为空，再执行别的操作

 

一些需要注意的地方：

1. 阻塞模式

import Queue

q = Queue.Queue(10)

......
       for i in range(10):
               q.put(‘A‘)
               time.sleep(0.5)

这是一段极其简单的代码（另有两个线程也在操作队列q），我期望每隔0.5秒写一个‘A‘到队列中，但总是不能如愿：间隔时间有时会远远超过0.5秒。原来，Queue.put（）默认有 block = True 和 timeou 两个参数。当  block = True 时，写入是阻塞式的，阻塞时间由 timeou  确定。当队列q被（其他线程）写满后，这段代码就会阻塞，直至其他线程取走数据。Queue.put（）方法加上 block=False 的参数，即可解决这个隐蔽的问题。但要注意，非阻塞方式写队列，当队列满时会抛出 exception Queue.Full 的异常。

PS:如果没能及时put，说明队伍满了，还他妈在排队呢，且等着

 

2. 无法捕获 exception Queue.Empty 的异常

while True:
                ......
                try:
                        data = q.get()
                except Queue.Empty:
                        break

我的本意是用队列为空时，退出循环，但实际运行起来，却陷入了死循环。这个问题和上面有点类似：Queue.get（）默认的也是阻塞方式读取数据，队列为空时，不会抛出 except Queue.Empty ，而是进入阻塞直至超时。 加上block=False 的参数，问题迎刃而解。

PS：老子还在排队等上菜，你抛锤子的异常，有本事直接砸锅掀灶台，否则乖乖一边站着等