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python程序間通訊Queue工作過程詳解

Process之間有時需要通訊,作業系統提供了很多機制來實現程序間的通訊。

1. Queue的使用

可以使用multiprocessing模組的Queue實現多程序之間的資料傳遞,Queue本身是一個訊息列隊程式,首先用一個小例項來演示一下Queue的工作原理:

import multiprocessing

q = multiprocessing.Queue(3) # 初始化的Queue物件,最多能put三條訊息
q.put("訊息1")
q.put("訊息2")
print(q.full())
q.put("訊息3")
print(q.full())

# 因為訊息列隊已滿下面的try都會丟擲異常,第一個try會等待2秒後再丟擲異常,第二個Try會立刻丟擲異常
try:
    q.put("訊息4",True,2)
except:
    print("訊息已滿,現有的訊息為%d" % (q.qsize()))

try:
    q.put_nowait("訊息4")
except:
    print("訊息已滿,現有的訊息為%d" % (q.qsize()))

# 推薦的方式,先判斷訊息列隊是否已滿,再寫入
if not q.full():
    q.put_nowait("訊息4")

# 讀取訊息時,先判斷訊息列隊是否為空,再讀取
if not q.empty():
    for i in range(q.qsize()):
        print(q.get_nowait())

執行結果:

False
True
訊息已滿,現有的訊息為3
訊息已滿,現有的訊息為3
訊息1
訊息2
訊息3

說明:

初始化Queue()物件時(例如:q=Queue()),若括號中沒有指定最大可接收的訊息數量,或數量為負值,那麼就代表可接受的訊息數量沒有上限(直到記憶體的盡頭);

  • Queue.qsize():返回當前佇列包含的訊息數量;
  • Queue.empty():如果佇列為空,返回True,反之False ;
  • Queue.full():如果佇列滿了,返回True,反之False;
  • Queue.get([block[,timeout]]):獲取佇列中的一條訊息,然後將其從列隊中移除,block預設值為True

1)如果block使用預設值,且沒有設定timeout(單位秒),訊息列隊如果為空,此時程式將被阻塞(停在讀取狀態),直到從訊息列隊讀到訊息為止,如果設定了timeout,則會等待timeout秒,若還沒讀取到任何訊息,則丟擲"Queue.Empty"異常;

2)如果block值為False,訊息列隊如果為空,則會立刻丟擲"Queue.Empty"異常;

  • Queue.get_nowait():相當Queue.get(False);
  • Queue.put(item,[block[,timeout]]):將item訊息寫入佇列,block預設值為True;

1)如果block使用預設值,且沒有設定timeout(單位秒),訊息列隊如果已經沒有空間可寫入,此時程式將被阻塞(停在寫入狀態),直到從訊息列隊騰出空間為止,如果設定了timeout,則會等待timeout秒,若還沒空間,則丟擲"Queue.Full"異常;

2)如果block值為False,訊息列隊如果沒有空間可寫入,則會立刻丟擲"Queue.Full"異常;

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

2. Queue例項

我們以Queue為例,在父程序中建立兩個子程序,一個往Queue裡寫資料,一個從Queue裡讀資料:

import multiprocessing
import time
import random


def write(q):
    """忘佇列中寫入資料"""
    for value in "ABCD":
        print("Put %s to queue" % (value))
        q.put(value)
        time.sleep(random.random())


def read(q):
    """讀取佇列中的資料"""
    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__":

    q = multiprocessing.Queue()

    pw = multiprocessing.Process(target=write,args=(q,))
    pr = multiprocessing.Process(target=read,))

    pw.start()
    pw.join()

    pr.start()
    pr.join()
  
    print('')
    print('所有資料都寫入並且讀完')

執行結果:

Put A to queue
Put B to queue
Put C to queue
Put D to queue
Get A from queue
Get B from queue
Get C from queue
Get D from queue

所有資料都寫入並且讀完

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支援我們。