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Python進程間通信Queue消息隊列用法分析

 更新時間:2019年05月22日 10:39:09   作者:xuezhangjun  
這篇文章主要介紹了Python進程間通信Queue消息隊列用法,結(jié)合實例形式分析了基于Queue的進程間通信相關(guān)操作技巧與使用注意事項,需要的朋友可以參考下

本文實例講述了Python進程間通信Queue消息隊列用法。分享給大家供大家參考,具體如下:

進程間通信-Queue

Process之間有時需要通信,操作系統(tǒng)提供了很多機制來實現(xiàn)進程間的通信。

1. Queue的使用

可以使用multiprocessing模塊的Queue實現(xiàn)多進程之間的數(shù)據(jù)傳遞,Queue本身是一個消息列隊程序,首先用一個小實例來演示下Queue的工作原理:
代碼如下:

#coding=utf-8
from multiprocessing import Queue
#初始化一個Queue對象,最多可接收三條put消息
q = Queue(3)
q.put('消息1')
q.put('消息2')
print(q.full())#False
q.put('消息3')
print(q.full())#True
#因為消息列隊已滿下面的try都會拋出異常,第一個try會等待2秒后再拋出異常,第二個Try會立刻拋出異常
try:
  q.put('消息4', True, 2)
except:
  print('消息隊列已滿,現(xiàn)有消息數(shù)量:%s'%q.qsize())
try:
  q.put_nowait('消息4')#等同于q.put('消息4', False)
except:
  print('消息隊列已滿,現(xiàn)有消息數(shù)量:%s'%q.qsize())
#推薦的方式,先判斷消息列隊是否已滿,再寫入
if not q.full():
  q.put_nowait('消息4')
#讀取消息時,先判斷消息列隊是否為空,再讀取
if not q.empty():
  for i in range(q.qsize()):
    print(q.get_nowait())

運行結(jié)果:

False
True
消息隊列已滿,現(xiàn)有消息數(shù)量:3
消息隊列已滿,現(xiàn)有消息數(shù)量:3
消息1
消息2
消息3

說明

初始化Queue()對象時(例如:q=Queue()),若括號中沒有指定最大可接收的消息數(shù)量,或數(shù)量為負值,那么就代表可接受的消息數(shù)量沒有上限(直到內(nèi)存的盡頭);

Queue.qsize():返回當前隊列包含的消息數(shù)量;
Queue.empty():如果隊列為空,返回True,反之False ;
Queue.full():如果隊列滿了,返回True,反之False;
Queue.get([block[, timeout]]):獲取隊列中的一條消息,然后將其從列隊中移除,block默認值為True;

1)如果block使用默認值,且沒有設(shè)置timeout(單位秒),消息列隊如果為空,此時程序?qū)⒈蛔枞ㄍT谧x取狀態(tài)),直到從消息列隊讀到消息為止,如果設(shè)置了timeout,則會等待timeout秒,若還沒讀取到任何消息,則拋出”Queue.Empty”異常;

2)如果block值為False,消息列隊如果為空,則會立刻拋出”Queue.Empty”異常;
Queue.get_nowait():相當Queue.get(False);
Queue.put(item,[block[, timeout]]):將item消息寫入隊列,block默認值為True;

1)如果block使用默認值,且沒有設(shè)置timeout(單位秒),消息列隊如果已經(jīng)沒有空間可寫入,此時程序?qū)⒈蛔枞ㄍT趯?#12042;狀態(tài)),直到從消息列隊騰出空間為止。如果設(shè)置了timeout,則會等待timeout秒,若還沒空間,則拋出”Queue.Full”異常;

2)如果block值為False,消息列隊如果沒有空間可寫入則會立刻拋出”Queue.Full”異常;

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

2. Queue實例

我們以Queue為例,在子進程中創(chuàng)建兩個子進程,一個往Queue中寫數(shù)據(jù),一個從Queue中讀數(shù)據(jù):

#coding=utf-8
from multiprocessing import Queue, Process
import time, random, os
#寫數(shù)據(jù)進程執(zhí)行的代碼
def write(q):
  l1 = ['A','B','C']
  for value in l1:
    print('put %s to queue...'%value)
    q.put(value)
    time.sleep(random.random())
#讀數(shù)據(jù)執(zhí)行的代碼
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__":
  #父進程創(chuàng)建Queue,并傳給各個子進程
  q = Queue()
  qw = Process(target=write, args=(q,))
  qr = Process(target=read, args=(q,))
  #啟動子進程qw寫入
  qw.start()
  qw.join()
  # 啟動子進程qr?qū)懭?
  qr.start()
  qr.join()
  # qr進程是死循環(huán),無法等待其結(jié)束,只能強行終止:
  print('所有數(shù)據(jù)都已經(jīng)寫入并讀取完畢')

運行結(jié)果:

put A to queue...
put B to queue...
put C to queue...
get A from queue...
get B from queue...
get C from queue...
所有數(shù)據(jù)都已經(jīng)寫入并讀取完畢

3. 進程池中的Queue

如果要使用Pool創(chuàng)建進程,就需要使用multiprocessing.Manager()中的Queue(),而不是multiprocessing.Queue(),否則會得到一條如下的錯誤信息:

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

下面的實例演示了進程池中的進程如何通信:

代碼如下:

#coding=utf-8
from multiprocessing import Manager, Pool
import time, random, os
def writer(q):
  print('writer啟動%s,父進程為%s'%(os.getpid(),os.getppid()))
  l1 = ['a','b','c','d','e']
  for value in l1:
    q.put(value)
def reader(q):
  print('reader啟動%s,父進程為%s'%(os.getpid(),os.getppid()))
  for i in range(q.qsize()):
    print('reader從Queue獲取到消息:%s'%q.get(True))
if __name__ == "__main__":
  print('父進程%s啟動...'%os.getpid())
  q = Manager().Queue() #使用Manager中的Queue來初始化
  po = Pool()
  # 使用阻塞模式創(chuàng)建進程,這樣就不需要在reader中使用死循環(huán)了,可以讓writer完全執(zhí)行完成后,再用reader去讀取
  po.apply(writer, (q,))
  po.apply(reader, (q,))
  po.close()
  po.join()
  print('%s結(jié)束'%os.getpid())

運行結(jié)果:

父進程7415啟動...
writer啟動7421,父進程為7415
reader啟動7422, 父進程為7415
reader從Queue獲取到消息:a
reader從Queue獲取到消息:b
reader從Queue獲取到消息:c
reader從Queue獲取到消息:d
reader從Queue獲取到消息:e
7415結(jié)束

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希望本文所述對大家Python程序設(shè)計有所幫助。

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