在python经典面试试题中，有它的存在

生产消费者模式

在日常开发当中，从一个线程向另外的线程传输数据又是一件家常便饭的事情。举个最简单的例子，我们在处理网页请求的时候，需要打印下来这一次请求的相关日志。打印日志是一次IO行为，这是非常消耗时间的，所以我们不能放在请求当中同步进行，否则会影响系统的性能。最好的办法就是启动一系列线程专门负责打印，后端的线程只负责响应请求，相关的日志以消息的形式传送给打印线程打印。

这个简单的不能再简单的功能当中涉及了诸多细节，我们来盘点几个。首先IO线程的数据都是从后台线程来的，假如一段时间内没有请求，那么这些线程都应该休眠，应该在有请求的时候才会启动。其次，如果某一段时间内请求非常多，导致IO线程一时间来不及打印所有的数据，那么当下的请求应该先暂存起来，等IO线程”忙过来“之后再进行处理。

把这些细节都考虑到，自己来设计功能还是挺麻烦的。好在这个问题前人已经替我们想过了，并且得出了一个非常经典的设计模式，使用它可以很好的解决这个问题。这个模式就是生产消费者模式。

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这个设计模式的原理其实非常简单，我们来看张图就明白了。

线程根据和数据的关系分为生产者线程和消费者线程，其中生产者线程负责生产数据，产生了数据之后会存储到任务队列当中。消费者线程从这个队列获取需要消费的数据，它和生产者线程之间不会直接交互，避免了线程之间互相依赖的问题。

另外一个细节是这里的任务队列并不是普通的队列，一般情况下是一个阻塞队列。也就是说当消费者线程尝试从其中获取数据的时候，如果队列是空的，那么这些消费者线程会自动挂起等待，直到它获得了数据为止。有阻塞队列当然也有非阻塞队列，如果是非阻塞队列的话，当我们尝试从其中获取数据的时候，如果它当中没有数据的话，并不会挂起等待，而是会返回一个空值。

当然阻塞队列的挂起等待时间也是可以设置的，我们可以让它一直等待下去，也可以设置一个最长等待时间。如果超过这个时间也会返回空，不同的队列应用在不同的场景当中，我们需要根据场景性质做出调整。

总结

今天这篇文章当中我们主要介绍了多线程场景中经典的生产消费者模式，也可以认为是工程师必须知道的几种基础设计模式之一，这个模式在许多场景当中都有使用。比如kafka等消息系统，以及yarn等调度系统等等，几乎只要是涉及到多线程上下游通信的，往往都会用到。也正因此它的使用场景太广了，所以它经常在各种面试当中出现，