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2023-11-09 12:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

2022-09-20更新了文章

一、Queue理解

从一个线程向另一个线程发送数据最安全的方式可能就是使用queue库中的队列了。创建一个被多个线程共享的Queue对象,这些线程通过使用put()和get()操作来向队列中添加或者删除元素。Queue对象已经包含了必要的锁,所以你可以通过它在多个线程间多安全地共享数据。 在这里插入图片描述

二、原理图

在这里插入图片描述

三、生产者和消费者

生产者:生产数据放到队列中 消费者:从队列中获取数据 生产者和消费者都可以有多个

四、代码 #创建一个队列,1代表maxSize q=queue.Queue(1) #创建一个先进先出的队列 #q=queue.LifoQueue #创建一个后进先出的队列 #q=queue.PriorityQueue #优先级的队列 #定义生产者线程 class Producer(threading.Thread): def run(self): global q count=0 while True: time.sleep(5) print("生产线程开始生产数据") count+=1 msg="产品{}".format(count) q.put(msg) #默认阻塞 print(msg) #定义消费者线程 class Consumer(threading.Thread): def run(self): global q while True: print('消费者线程开始消费线程了') msg=q.get() #默认阻塞 print('消费线程得到了数据:{}'.format(msg)) time.sleep(2) if __name__ == '__main__': t1=Producer() t2=Consumer() t1.start() t2.start()

1、q=queue.Queue(1000) 创建一个先进先出的队列,1000代表maxSize,队列中最多允许1000条数据 2、q=queue.LifoQueue 创建一个后进先出的队列 3、q=queue.PriorityQueue 优先级的队列 4、q.qsize():获取队列的长度

5、q.put(msg) :默认阻塞,如果队列中数据已经满了,会阻塞(进入等待状态); 参数:block,默认为True,表示数据已经进入等待,设为False表示不等待,如果队列中没有空位置,直接抛出异常 参数:timeout:设置等待的时长,如果超过时间还没有空位置,报异常

6、msg=q.get() 队列中获取数据,如果队列为空会阻塞 参数:block,默认为True,表示数据已经进入等待,设为False表示不等待,如果队列中没有数据,直接抛出异常 参数:timeout:设置等待的时长,如果超过时间还没有空位置,报异常

7、q.full():判断队列是否已满,如果已经满了,返回True,否则返回False 8、q.empty():判断队列是否为空,如果为空,返回True,否则返回False

9、q.task_done():向队列发送一个任务执行完毕的信息 10、q.join():等待队列中的任务(数据处理完毕)执行完毕 数据处理完毕判断依据是什么? 1、队列接收到的任务执行完毕的信号,是否等于进入队列中的任务数(数据量) 即:调用put的方法次数和调用task_done方法要一致 2、队列为空

在这里插入图片描述

在线程世界里,生产者就是生产数据的线程,消费者就是消费数据的线程。在多线程开发当中,如果生产者处理速度很快,而消费者处理速度很慢,那么生产者就必须等待消费者处理完,才能继续生产数据。同样的道理,如果消费者的处理能力大于生产者,那么消费者就必须等待生产者。为了解决这个问题于是引入了生产者和消费者模式。 生产者消费者模式是通过一个容器(Queue)来解决生产者和消费者的强耦合问题。生产者和消费者彼此之间不直接通讯,而通过阻塞队列来进行通讯,所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理,直接扔给阻塞队列,消费者不找生产者要数据,而是直接从阻塞队列里取,阻塞队列就相当于一个缓冲区,平衡了生产者和消费者的处理能力。 上面的代码如果不加以人工干预,本代码将会一直执行下去。从输出结果来看,除了最初还有部分剩余产品外,后面只要产品生产出来后就被消费了。这也是可以解释的,因为消费者消费产品的速度要快于生产者生产产品的速度。

五、面试题

1、用一个队列来存储数据 2、创建一个专门生产数据的任务函数,循环生产5次数据,每轮循环,往队列中添加20条数据,每循环一轮暂停1秒 3、创建一个专门处理数据的任务函数 循环获取队列中的数据处理,每秒处理4条数据。 4、创建一个线程生产数据 ,3个线程处理数据 5、统计数据生产并获取完 程序运行的总时长

''' 1、用一个队列来存储数据 2、创建一个专门生产数据的任务函数,循环生产5次数据,每轮循环,往队列中添加20条数据,每循环一轮暂停1秒 3、创建一个专门处理数据的任务函数 循环获取队列中的数据处理,每秒处理4条数据。 4、创建一个线程生产数据 ,3个线程处理数据 5、统计数据生产并获取完 程序运行的总时长 ''' from queue import Queue import threading import time q=Queue() def work(): for i in range(5): for j in range(20): q.put(f'生产数据{j}') time.sleep(1) def handle(): while True: for i in range(4): try: data=q.get(timeout=1) except: return else: print('获取数据:',data) q.task_done() time.sleep(1) if __name__ == '__main__': st=time.time() t=threading.Thread(target=work) t.start() thread_list=[] for i in range(3): t1=threading.Thread(target=handle) t1.start() thread_list.append(t1) #todo 等待数据生产完成 t.join() for t1 in thread_list: t1.join() #todo 等待队列中的数据处理完成 q.join() print('主线程执行完毕') st1=time.time() print('程序执行时间:',st1-st) 执行结果:

获取数据: 生产数据0 获取数据: 生产数据1 获取数据: 生产数据2 获取数据: 生产数据3 获取数据: 生产数据4 获取数据: 生产数据5获取数据: 生产数据6

获取数据: 获取数据: 生产数据7生产数据8

获取数据: 获取数据: 生产数据9 生产数据10 获取数据: 生产数据11



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