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      python并发编程

      生产者消费者模型

      2019-06-06 73赞 老董笔记
      每篇文章努力于解决一个问题!更多精品可移步文章底部。

        生产者消费者模型是一种编程技巧,所以不限于python而是适用于各类编程语言。

        生产者消费者问题,实际上主要是包含了两类线程(或进程),一种是生产者线程(或进程)用于生产数据,另一种是消费者线程(或进程)用于消费数据,为了解耦生产者和消费者的关系,通常会采用共享的数据区域。

        生产者生产数据之后直接放置在共享数据区中,并不需要关心消费者的行为;而消费者只需要从共享数据区中去获取数据,就不再需要关心生产者的行为。但是,这个共享数据区域中应该具备这样的线程(或进程)间并发协作的功能:

        1)如果共享数据区已满的话,阻塞生产者继续生产数据放置入内;

        2)如果共享数据区为空的话,阻塞消费者继续消费数据;

        3)借助Queue的通信功能来实现多进程的生产着消费者模型!

        场景:假设你是皇上要临幸爱妃(用girl表示),皇上作为消费者角色,三宫六院负责产出爱妃(girl)则充当生产者的角色!

      # ‐*‐ coding: utf‐8 ‐*‐
      
      from multiprocessing import Queue
      from multiprocessing import Process
      import random
      import time
      import os
      
      
      def produce(queue):
          for i in range(5):
              print("produce子进程%s生产 girl_%s" % (os.getpid(),str(i)))
              queue.put('girl_'+ str(i))
              time.sleep(random.randint(0,1))
      
      
      def consumer(queue):
          while True:
              if not queue.empty():
                  girl = queue.get()
                  if girl != 'man':
                      print("consumer子进程%s消费 %s" % (os.getpid(),girl))
                      time.sleep(random.randint(0, 1))
                  else:
                      print("consumer子进程%s获取结束信号man" % os.getpid())
                      break
      
      
      if __name__ == "__main__":
      
          girls_q = Queue()
          p = Process(target=produce,args=(girls_q,))
          c = Process(target=consumer,args=(girls_q,))
      
          # 开启生产者、消费者子进程
          p.start()
          c.start()
          # 父进程等待子进程
          p.join()
          girls_q.put('man')# 放入生产结束的信号
          c.join()
      
          print("生产者消费者模型完毕~~~临幸完所有爱妃")
      
      
      D:installpython3python.exe D:/pyscript/test/test1.py
      produce子进程11648生产 girl_0
      produce子进程11648生产 girl_1
      produce子进程11648生产 girl_2
      produce子进程11648生产 girl_3
      consumer子进程11016消费 girl_0
      consumer子进程11016消费 girl_1
      consumer子进程11016消费 girl_2
      consumer子进程11016消费 girl_3
      produce子进程11648生产 girl_4
      consumer子进程11016消费 girl_4
      consumer子进程11016获取结束信号man
      生产者消费者模型完毕~~~临幸完所有爱妃
      
      Process finished with exit code 0
      
      


        以上是单个生产者单个消费者的形式,如果是多个生产者多个消费者呢?可以参考如下代码:

      # ‐*‐ coding: utf‐8 ‐*‐
      
      from multiprocessing import Queue
      from multiprocessing import Process
      import random
      import time
      import os
      
      
      def produce(queue):
          for i in range(5):
              print("produce子进程%s生产 girl_%s" % (os.getpid(),str(i)))
              queue.put('girl_'+ str(i))
              time.sleep(random.randint(0,1))
      
      
      def consumer(queue):
          while True:
              if not queue.empty():
                  girl = queue.get()
                  if girl != 'man':
                      print("consumer子进程%s消费 %s" % (os.getpid(),girl))
                      time.sleep(random.randint(0, 1))
                  else:
                      print("consumer子进程%s获取结束信号man" % os.getpid())
                      queue.put('man')  # 放到队列,让其他消费者也能获取man
                      break
      
      
      if __name__ == "__main__":
      
          girls_q = Queue()
          list_p = []  # 生产者子进程列表
          list_c = []  # 消费者子进程列表
      
          # 3个生产者
          for i in range(3):
              p = Process(target=produce,args=(girls_q,))
              list_p.append(p)
          # 3个消费者
          for i in range(3):
              c = Process(target=consumer,args=(girls_q,))
              list_c.append(c)
      
          # 开启生产者、消费者子进程
          for p in list_p:
              p.start()
          for c in list_c:
              c.start()
      
          # 父进程等待子进程
          for p in list_p:
              p.join()
          girls_q.put('man')  # 放入生产结束的信号
          for c in list_c:
              c.join()
      
          print("生产者消费者模型完毕~~~")
      
      
      D:installpython3python.exe D:/pyscript/test/test1.py
      produce子进程10920生产 girl_0
      consumer子进程9432消费 girl_0
      produce子进程10920生产 girl_1
      produce子进程10920生产 girl_2
      produce子进程10920生产 girl_3
      produce子进程10920生产 girl_4
      consumer子进程3584消费 girl_1
      consumer子进程3584消费 girl_2
      produce子进程10992生产 girl_0
      produce子进程10992生产 girl_1
      produce子进程10992生产 girl_2
      produce子进程10992生产 girl_3
      produce子进程8232生产 girl_0
      produce子进程8232生产 girl_1
      produce子进程8232生产 girl_2
      consumer子进程11760消费 girl_3
      consumer子进程9432消费 girl_4
      consumer子进程9432消费 girl_0
      consumer子进程9432消费 girl_1
      consumer子进程9432消费 girl_2
      consumer子进程9432消费 girl_3
      consumer子进程3584消费 girl_0
      produce子进程10992生产 girl_4
      produce子进程8232生产 girl_3
      consumer子进程11760消费 girl_1
      consumer子进程9432消费 girl_2
      consumer子进程9432消费 girl_4
      consumer子进程9432消费 girl_3
      produce子进程8232生产 girl_4
      consumer子进程3584消费 girl_4
      consumer子进程9432获取结束信号man
      consumer子进程11760获取结束信号man
      consumer子进程3584获取结束信号man
      生产者消费者模型完毕~~~
      
      Process finished with exit code 0
      
      

      文章评论

      生产者消费者模型文章写得不错,值得赞赏
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