Python通過隊列來實現(xiàn)進程間通信的示例

更新時間：2020年10月14日 09:45:27 作者：小名叫小明

這篇文章主要介紹了Python通過隊列來實現(xiàn)進程間通信的示例，幫助大家更好的理解和使用python，感興趣的朋友可以了解下

Python程序中，在進程和進程之間是不共享全局變量的數(shù)據的。

我們來看一個例子：

from multiprocessing import Process
import os
import time

nums = [11, 22]


def work1():
  """子進程要執(zhí)行的代碼"""
  print("in process1 pid=%d ,nums=%s" % (os.getpid(), nums))
  for i in range(3):
    nums.append(i)
    time.sleep(1)
    print("in process1 pid=%d ,nums=%s" % (os.getpid(), nums))


def work2():
  """子進程要執(zhí)行的代碼"""
  print("in process2 pid=%d ,nums=%s" % (os.getpid(), nums))


if __name__ == '__main__':
  p1 = Process(target=work1)
  p1.start()
  p1.join()

  p2 = Process(target=work2)
  p2.start()

進程 p1 里對全局變量 nums 循環(huán)進行處理，進程 p2 將 nums 打印出來，發(fā)現(xiàn) nums 的值沒有變化。

運行結果：

in process1 pid=5788 ,nums=[11, 22]
in process1 pid=5788 ,nums=[11, 22, 0]
in process1 pid=5788 ,nums=[11, 22, 0, 1]
in process1 pid=5788 ,nums=[11, 22, 0, 1, 2]
in process2 pid=11832 ,nums=[11, 22]

通過隊列完成進程間通信

但是進程(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。

可以使用 multiprocessing 模塊的 Queue 實現(xiàn)多進程之間的數(shù)據傳遞。

Queue 本身是一個消息隊列程序，首先用一個小實例來演示一下 Queue 的工作原理：

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

# 因為消息隊列已滿下面的try都會拋出異常
# 第一個try會等待2秒后再拋出異常
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())
# 第二個Try會立刻拋出異常
try:
  q.put_nowait("消息4")
except:
  print("消息列隊已滿，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())

運行結果：

隊列 Queue 的使用說明

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。

如果 block 使用默認值，且沒有設置 timeout（單位秒），消息隊列如果為空，此時程序將被阻塞，停在讀取狀態(tài)，直到從消息隊列讀到消息為止；如果設置了 timeout，則會等待 timeout 秒，若還沒讀取到任何消息，則拋出 "Queue.Empty" 異常。
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。

如果 block 使用默認值，且沒有設置 timeout（單位秒），消息隊列如果已經沒有空間可寫入，此時程序將被阻塞，停在寫入狀態(tài)，直到從消息隊列騰出空間為止；如果設置了timeout，則會等待 timeout 秒，若還沒空間，則拋出 "Queue.Full" 異常。
如果 block 值為 False，消息隊列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)。

Queue實例

我們以 Queue 為例，在父進程中創(chuàng)建兩個子進程，一個往 Queue 里寫數(shù)據，一個從 Queue 里讀數(shù)據。

from multiprocessing import Process, Queue
import os
import time
import random


def write(q):
  # 寫數(shù)據進程執(zhí)行的代碼:
  for value in ['A', 'B', 'C']:
    print('Put %s to queue...' % value)
    q.put(value)
    time.sleep(random.random())


def read(q):
  # 讀數(shù)據進程執(zhí)行的代碼:
  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()
  pw = Process(target=write, args=(q,))
  pr = Process(target=read, args=(q,))
  # 啟動子進程pw，寫入:
  pw.start()
  # 等待pw結束:
  pw.join()
  # 啟動子進程pr，讀取:
  pr.start()
  pr.join()
  print('')
  print('所有數(shù)據都寫入并且讀完')

運行結果：