Python 进程之间的通信 - 队列Queue

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进程间通信-Queue

Process并不能像线程那样共享全局变量，那么它们之间如果有传递值的需求，那么该怎么办呢？
对于这种需求，操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信，例如队列Queue

Queue的使用

可以使用multiprocessing模块的Queue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的工作原理：

In [2]: from multiprocessing import Queue

In [3]: q = Queue(3)    # 创建只有3个位置的队列

In [4]: q.put("蓝利群")

In [5]: q.put("芙蓉王")

In [6]: q.put("万宝路")

In [7]: 

In [7]: q.put("万宝路")  # 当插入第四个数据到队列的时候，队列就是堵塞。需要等待队列释放了，才能再次插入

从上面可以看出队列是可以限制大小的。那么如何查看队列是否已满呢？

In [8]: print(q.full())      # 查看队列是否已满
True

In [9]: q.get()      # 获取队列的第一个数据
Out[9]: '\xe8\x93\x9d\xe5\x88\xa9\xe7\xbe\xa4'

In [10]: print(q.full())   # 查看队列是否已满
False

In [11]:

使用get方法获取队列的一个内容数据之后，队列就不满了。
下面再看看队列的操作小案例：

#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:
    print("消息列队已满，现有消息数量:%s"%q.qsize())

try:
    q.put_nowait("消息4")
except:
    print("消息列队已满，现有消息数量:%s"%q.qsize())

#推荐的方式，先判断消息列队是否已满，再写入
if not q.full():
    q.put_nowait("消息4")

#读取消息时，先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())

执行如下：

[root@server01 process]# python queue.py 
False
True

消息列队已满，现有消息数量:3
消息列队已满，现有消息数量:3
消息1
消息2
消息3
[root@server01 process]#

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)；

Queue实例

以Queue为例，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 os, time, random

# 写数据进程执行的代码:
def write(q):
    for value in ['A', 'B', 'C']:
        print('Put %s to 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()
    pw = Process(target=write, args=(q,))
    pr = Process(target=read, args=(q,))
    # 启动子进程pw，写入:
    pw.start()    
    # 等待pw结束:
    pw.join()
    # 启动子进程pr，读取:
    pr.start()
    pr.join()
    # pr进程里是死循环，无法等待其结束，只能强行终止:
    print('')
    print('所有数据都写入并且读完')

执行如下：

[root@server01 process]# python queue.py 
Put A to queue...
Put B to queue...
Put C to queue...
Get A from queue.
Get B from queue.
Get C from queue.

所有数据都写入并且读完
[root@server01 process]#

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