来源:python中国网 时间:2019-06-06

  进程(Process)之间的内存单元是独立的,A进程的变量不能被B进程使用。大家都在内存里有时候彼此之间需要通信,操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信,今天学习Queue队列通信。

  一、Queue的认识

  multiprocessing模块的Queue可以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用法:

# ‐*‐ 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 Exception as e:
    print("抛出异常")
else:
    print("消息列队已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())

try:
    q.put_nowait("消息4")
except Exception as e:
    print("抛出异常")
else:
    print("消息列队已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())

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

# 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())
D:installpython3python.exe D:/pyscript/test/test.py
False
True
抛出异常
抛出异常
消息1
消息2
消息3

Process finished with exit code 0

  Queue相关说明

  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);

  二、Queue实例通信

  利用Queue实例实现通信,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 time, random


# 写数据进程执行的代码:
def write(q):
    for value in ['1', '2', '3']:
        print('Put %s in 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()
    p_write = Process(target=write, args=(q,))
    p_read = Process(target=read, args=(q,))
    # 启动子进程写入:
    p_write.start()
    p_write.join()
    """
    用q这个队列作为中间人来交换两个进程的数据。
    """
    # 启动子进程读取:
    p_read.start()
    p_read.join()
    # p_read 进程里是死循环,无法等待其结束,只能强行终止:
    print('所有数据都写入并且读完,感谢队列q')

D:installpython3python.exe D:/pyscript/test/test.py
Put 1 in queue...
Put 2 in queue...
Put 3 in queue...
Get 1 from queue.
Get 2 from queue.
Get 3 from queue.
所有数据都写入并且读完,感谢队列q

Process finished with exit code 0


  三、进程池中使用Queue

  如果要使用Pool创建进程,就需要使用multiprocessing.Manager()中的Queue(),而不是multiprocessing.Queue(),否则会得到一条如下的错误信息:

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

# ‐*‐ coding: utf‐8 ‐*‐

# 用Manager中的Queue
from multiprocessing import Manager,Pool
import os,time,random


def write(q):
    print("write(%s)子进程启动,父进程为(%s)" % (os.getpid(),os.getppid()))
    for i in [1,2,3]:
        time.sleep(random.random())
        q.put(i)


def read(q):
    print("read(%s)子进程启动,父进程为(%s)" % (os.getpid(),os.getppid()))
    for i in range(q.qsize()):
        time.sleep(random.random())
        print("read从Queue获取到消息:%s" % q.get(True))


if __name__ == "__main__":

    # 使用Manager中的Queue来初始化
    q = Manager().Queue()
    po = Pool()
    # 使用阻塞模式创建进程,writer完全执行完成后,再用read去读取.
    po.apply(write, (q,))
    po.apply(read, (q,))
    po.close()
    po.join()

D:installpython3python.exe D:/pyscript/test/test.py
write(12216)子进程启动,父进程为(10556)
read(11712)子进程启动,父进程为(10556)
read从Queue获取到消息:1
read从Queue获取到消息:2
read从Queue获取到消息:3

Process finished with exit code 0