Python多线程学习(三、生产者与消费者)

    生产者与消费者问题是典型的同步问题。这里简单介绍两种不同的实现方法。

1,  条件变量

import threading import time class Producer(threading.Thread): def __init__(self, t_name): threading.Thread.__init__(self, name=t_name) def run(self): global x con.acquire() if x > 0: con.wait() else: for i in range(5): x=x+1 print "producing..." + str(x) con.notify() print x con.release() class Consumer(threading.Thread): def __init__(self, t_name): threading.Thread.__init__(self, name=t_name) def run(self): global x con.acquire() if x == 0: print 'consumer wait1' con.wait() else: for i in range(5): x=x-1 print "consuming..." + str(x) con.notify() print x con.release() con = threading.Condition() x=0 print 'start consumer' c=Consumer('consumer') print 'start producer' p=Producer('producer') p.start() c.start() p.join() c.join() print x   

    上面的例子中,在初始状态下,Consumer处于wait状态,Producer连续生产(对x执行增1操作)5次后,notify正在等待的ConsumerConsumer被唤醒开始消费(对x执行减1操作)

2,  同步队列

Python中的Queue对象也提供了对线程同步的支持。使用Queue对象可以实现多个生产者和多个消费者形成的FIFO的队列。

生产者将数据依次存入队列,消费者依次从队列中取出数据。

# producer_consumer_queue from Queue import Queue import random import threading import time #Producer thread class Producer(threading.Thread): def __init__(self, t_name, queue): threading.Thread.__init__(self, name=t_name) self.data=queue def run(self): for i in range(5): print "%s: %s is producing %d to the queue!/n" %(time.ctime(), self.getName(), i) self.data.put(i) time.sleep(random.randrange(10)/5) print "%s: %s finished!" %(time.ctime(), self.getName()) #Consumer thread class Consumer(threading.Thread): def __init__(self, t_name, queue): threading.Thread.__init__(self, name=t_name) self.data=queue def run(self): for i in range(5): val = self.data.get() print "%s: %s is consuming. %d in the queue is consumed!/n" %(time.ctime(), self.getName(), val) time.sleep(random.randrange(10)) print "%s: %s finished!" %(time.ctime(), self.getName()) #Main thread def main(): queue = Queue() producer = Producer('Pro.', queue) consumer = Consumer('Con.', queue) producer.start() consumer.start() producer.join() consumer.join() print 'All threads terminate!' if __name__ == '__main__': main()

在上面的例子中,Producer在随机的时间内生产一个“产品”,放入队列中。Consumer发现队列中有了“产品”,就去消费它。本例中,由于Producer生产的速度快于Consumer消费的速度,所以往往Producer生产好几个“产品”后,Consumer才消费一个产品。

Queue模块实现了一个支持多producer和多consumerFIFO队列。当共享信息需要安全的在多线程之间交换时,Queue非常有用。Queue的默认长度是无限的,但是可以设置其构造函数的maxsize参数来设定其长度。Queueput方法在队尾插入,该方法的原型是:

put( item[, block[, timeout]])

如果可选参数blocktrue并且timeoutNone(缺省值),线程被block,直到队列空出一个数据单元。如果timeout大于0,在timeout的时间内,仍然没有可用的数据单元,Full exception被抛出。反之,如果block参数为false(忽略timeout参数),item被立即加入到空闲数据单元中,如果没有空闲数据单元,Full exception被抛出。

Queueget方法是从队首取数据,其参数和put方法一样。如果block参数为truetimeoutNone(缺省值),线程被block,直到队列中有数据。如果timeout大于0,在timeout时间内,仍然没有可取数据,Empty exception被抛出。反之,如果block参数为false(忽略timeout参数),队列中的数据被立即取出。如果此时没有可取数据,Empty exception也会被抛出。

 

 

 

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