Python Queue模块详细介绍及实例

Python Queue模块

Python中，队列是线程间最常用的交换数据的形式。Queue模块是提供队列操作的模块，虽然简单易用，但是不小心的话，还是会出现一些意外。

创建一个"队列"对象

    import Queue
    q = 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

    q.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。

将一个值从队列中取出

    q.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。

Python Queue模块有三种队列及构造函数:

1、Python Queue模块的FIFO队列先进先出。 class Queue.Queue(maxsize)
2、LIFO类似于堆，即先进后出。 class Queue.LifoQueue(maxsize)
3、还有一种是优先级队列级别越低越先出来。 class Queue.PriorityQueue(maxsize)

此包中的常用方法(q = Queue.Queue()):

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

范例：

实现一个线程不断生成一个随机数到一个队列中(考虑使用Queue这个模块)

实现一个线程从上面的队列里面不断的取出奇数

实现另外一个线程从上面的队列里面不断取出偶数

    #!/usr/bin/env python
    #coding:utf8
    import random,threading,time
    from Queue import Queue
    #Producer thread
    class Producer(threading.Thread):
      def __init__(self, t_name, queue):
        threading.Thread.__init__(self,name=t_name)
        self.data=queue
      def run(self):
        for i in range(10):  #随机产生10个数字 ，可以修改为任意大小
          randomnum=random.randint(1,99)
          print "%s: %s is producing %d to the queue!" % (time.ctime(), self.getName(), randomnum)
          self.data.put(randomnum) #将数据依次存入队列
          time.sleep(1)
        print "%s: %s finished!" %(time.ctime(), self.getName())

    #Consumer thread
    class Consumer_even(threading.Thread):
      def __init__(self,t_name,queue):
        threading.Thread.__init__(self,name=t_name)
        self.data=queue
      def run(self):
        while 1:
          try:
            val_even = self.data.get(1,5) #get(self, block=True, timeout=None) ,1就是阻塞等待,5是超时5秒
            if val_even%2==0:
              print "%s: %s is consuming. %d in the queue is consumed!" % (time.ctime(),self.getName(),val_even)
              time.sleep(2)
            else:
              self.data.put(val_even)
              time.sleep(2)
          except:   #等待输入，超过5秒 就报异常
            print "%s: %s finished!" %(time.ctime(),self.getName())
            break
    class Consumer_odd(threading.Thread):
      def __init__(self,t_name,queue):
        threading.Thread.__init__(self, name=t_name)
        self.data=queue
      def run(self):
        while 1:
          try:
            val_odd = self.data.get(1,5)
            if val_odd%2!=0:
              print "%s: %s is consuming. %d in the queue is consumed!" % (time.ctime(), self.getName(), val_odd)
              time.sleep(2)
            else:
              self.data.put(val_odd)
              time.sleep(2)
          except:
            print "%s: %s finished!" % (time.ctime(), self.getName())
            break
    #Main thread
    def main():
      queue = Queue()
      producer = Producer('Pro.', queue)
      consumer_even = Consumer_even('Con_even.', queue)
      consumer_odd = Consumer_odd('Con_odd.',queue)
      producer.start()
      consumer_even.start()
      consumer_odd.start()
      producer.join()
      consumer_even.join()
      consumer_odd.join()
      print 'All threads terminate!'

    if __name__ == '__main__':
      main()