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      python并发编程

      进程间的通信Queue队列

      2019-06-06 154赞 python中国网
      每篇文章努力于解决一个问题!python高级、python面试全套、操作系统经典课等可移步文章底部。

        进程(Process)之间的内存单元是独立的,A进程的变量不能被B进程使用。大家都在内存里有时候彼此之间需要通信,操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信,今天学习Queue队列通信。

        一、Queue的认识

        multiprocessing模块的Queue可以实现多进程之间的数据传递,Queue本身是一个消息列队程序,首先用一个小实例来演示一下Queue用法:

      # ‐*‐ coding: utf‐8 ‐*‐
      
      from multiprocessing import Queue
      
      q=Queue(3) # 初始化一个Queue对象,最多可接收三条put消息
      q.put("消息1")
      q.put("消息2")
      print(q.full())  # False
      q.put("消息3")
      print(q.full()) # True
      
      # 因为消息列队已满下面的try都会抛出异常,第一个try会等待2秒后再抛出异常,第二个Try会立刻抛出异常
      
      try:
          q.put("消息4",True,2)
      except Exception as e:
          print("抛出异常")
      else:
          print("消息列队已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())
      
      try:
          q.put_nowait("消息4")
      except Exception as e:
          print("抛出异常")
      else:
          print("消息列队已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())
      
      # 判断消息列队是否已满,再写入
      if not q.full():
          q.put_nowait("消息4")
      
      # 判断消息列队是否为空,再读取
      if not q.empty():
          for i in range(q.qsize()):
              print(q.get_nowait())
      
      D:installpython3python.exe D:/pyscript/test/test.py
      False
      True
      抛出异常
      抛出异常
      消息1
      消息2
      消息3
      
      Process finished with exit code 0
      

        Queue相关说明

        初始化Queue()对象时(例如:q=Queue()),若括号中没有指定最大可接收的消息数量,或数量为负值,那么就代表可接受的消息数量没有上限(直到内存的尽头);

        Queue.qsize():返回当前队列包含的消息数量;

        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.get([block[,timeout]]):获取队列中的一条消息,然后将其从列队中移除,block默认值为True;

        1)如果block使用默认值,且没有设置timeout(单位秒),消息列队如果为空,此时程序将被阻塞(停在读取状态),直到从消息列队读到消息为止,如果设置了timeout,则会等待timeout秒,若还没读取到任何消息,则抛出"Queue.Empty"异常;

        2)如果block值为False,消息列队如果为空,则会立刻抛出"Queue.Empty"异常;

        Queue.get_nowait():相当Queue.get(False);

        Queue.put(item,[block[,timeout]]):将item消息写入队列,block默认值为True;

        1)如果block使用默认值,且没有设置timeout(单位秒),消息列队如果已经没有空间可写入,此时程序将被阻塞(停在写入状态),直到从消息列队腾出空间为止,如果设置了timeout,则会等待timeout秒,若还没空间,则抛出"Queue.Full"异常;

        2)如果block值为False,消息列队如果没有空间可写入,则会立刻抛出"Queue.Full"异常;

        Queue.put_nowait(item):相当Queue.put(item,False);

        二、Queue实例通信

        利用Queue实例实现通信,在父进程中创建两个子进程,一个往Queue里写数据,一个从Queue里读数据:

      # ‐*‐ coding: utf‐8 ‐*‐
      
      from multiprocessing import Process, Queue
      import time, random
      
      
      # 写数据进程执行的代码:
      def write(q):
          for value in ['1', '2', '3']:
              print('Put %s in queue...' % value)
              q.put(value)
              time.sleep(random.random())
      
      
      # 读数据进程执行的代码:
      def read(q):
          while True:
              if not q.empty():
                  value = q.get(True)
                  print('Get %s from queue.' % value)
                  time.sleep(random.random())
              else:
                  break
      
      
      if __name__ == "__main__":
      
          # 父进程创建Queue,并传给各个子进程:
          q = Queue()
          p_write = Process(target=write, args=(q,))
          p_read = Process(target=read, args=(q,))
          # 启动子进程写入:
          p_write.start()
          p_write.join()
          """
          用q这个队列作为中间人来交换两个进程的数据。
          """
          # 启动子进程读取:
          p_read.start()
          p_read.join()
          # p_read 进程里是死循环,无法等待其结束,只能强行终止:
          print('所有数据都写入并且读完,感谢队列q')
      
      
      D:installpython3python.exe D:/pyscript/test/test.py
      Put 1 in queue...
      Put 2 in queue...
      Put 3 in queue...
      Get 1 from queue.
      Get 2 from queue.
      Get 3 from queue.
      所有数据都写入并且读完,感谢队列q
      
      Process finished with exit code 0
      
      

        三、进程池中使用Queue

        如果要使用Pool创建进程,就需要使用multiprocessing.Manager()中的Queue(),而不是multiprocessing.Queue(),否则会得到一条如下的错误信息:

      RuntimeError: Queue objects should only be shared between processes through inheritance
      

      # ‐*‐ coding: utf‐8 ‐*‐
      
      # 用Manager中的Queue
      from multiprocessing import Manager,Pool
      import os,time,random
      
      
      def write(q):
          print("write(%s)子进程启动,父进程为(%s)" % (os.getpid(),os.getppid()))
          for i in [1,2,3]:
              time.sleep(random.random())
              q.put(i)
      
      
      def read(q):
          print("read(%s)子进程启动,父进程为(%s)" % (os.getpid(),os.getppid()))
          for i in range(q.qsize()):
              time.sleep(random.random())
              print("read从Queue获取到消息:%s" % q.get(True))
      
      
      if __name__ == "__main__":
      
          # 使用Manager中的Queue来初始化
          q = Manager().Queue()
          po = Pool()
          # 使用阻塞模式创建进程,writer完全执行完成后,再用read去读取.
          po.apply(write, (q,))
          po.apply(read, (q,))
          po.close()
          po.join()
      
      
      D:installpython3python.exe D:/pyscript/test/test.py
      write(12216)子进程启动,父进程为(10556)
      read(11712)子进程启动,父进程为(10556)
      read从Queue获取到消息:1
      read从Queue获取到消息:2
      read从Queue获取到消息:3
      
      Process finished with exit code 0
      
      

      文章评论

      进程间的通信Queue队列文章写得不错,值得赞赏
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