queue 模塊即隊(duì)列，特別適合處理信息在多個(gè)線程間安全交換的多線程程序中。下面我們對(duì) queue 模塊進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的使用介紹。

1 queue 模塊定義的類和異常

queue 模塊定義了以下四種不同類型的隊(duì)列，它們之間的區(qū)別在于數(shù)據(jù)入隊(duì)列之后出隊(duì)列的順序不同。

1.1 queue.Queue(maxsize=0)

先進(jìn)先出(First In First Out: FIFO)隊(duì)列，最早進(jìn)入隊(duì)列的數(shù)據(jù)擁有出隊(duì)列的優(yōu)先權(quán)，就像看電影入場(chǎng)時(shí)排隊(duì)一樣，排在隊(duì)伍前頭的優(yōu)先進(jìn)入電影院。

入?yún)?maxsize 是一個(gè)整數(shù)，用于設(shè)置隊(duì)列的最大長(zhǎng)度。一旦隊(duì)列達(dá)到上限，插入數(shù)據(jù)將會(huì)被阻塞，直到有數(shù)據(jù)出隊(duì)列之后才可以繼續(xù)插入。如果 maxsize 設(shè)置為小于或等于零，則隊(duì)列的長(zhǎng)度沒有限制。

示例如下：

import queue q = queue.Queue() # 創(chuàng)建 Queue 隊(duì)列 for i in range(3):q.put(i) # 在隊(duì)列中依次插入0、1、2元素 for i in range(3):print(q.get()) # 依次從隊(duì)列中取出插入的元素，數(shù)據(jù)元素輸出順序?yàn)?、1、2

1.2 queue.LifoQueue(maxsize=0)

后進(jìn)先出(Last In First Out: LIFO)隊(duì)列，最后進(jìn)入隊(duì)列的數(shù)據(jù)擁有出隊(duì)列的優(yōu)先權(quán)，就像棧一樣。

入?yún)?maxsize 與先進(jìn)先出隊(duì)列的定義一樣。

示例如下：

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：778463939 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' import queue q = queue.LifoQueue() # 創(chuàng)建 LifoQueue 隊(duì)列 for i in range(3):q.put(i) # 在隊(duì)列中依次插入0、1、2元素 for i in range(3):print(q.get()) # 依次從隊(duì)列中取出插入的元素，數(shù)據(jù)元素輸出順序?yàn)?、1、0

1.3 PriorityQueue(maxsize=0)

優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，比較隊(duì)列中每個(gè)數(shù)據(jù)的大小，值最小的數(shù)據(jù)擁有出隊(duì)列的優(yōu)先權(quán)。數(shù)據(jù)一般以元組的形式插入，典型形式為(priority_number, data)。如果隊(duì)列中的數(shù)據(jù)沒有可比性，那么數(shù)據(jù)將被包裝在一個(gè)類中，忽略數(shù)據(jù)值，僅僅比較優(yōu)先級(jí)數(shù)字。

入?yún)?maxsize 與先進(jìn)先出隊(duì)列的定義一樣。

示例如下：

import queue q = queue.PriorityQueue() # 創(chuàng)建 PriorityQueue 隊(duì)列 data1 = (1, 'python') data2 = (2, '-') data3 = (3, '100') style = (data2, data3, data1) for i in style:q.put(i) # 在隊(duì)列中依次插入元素 data2、data3、data1 for i in range(3):print(q.get()) # 依次從隊(duì)列中取出插入的元素，數(shù)據(jù)元素輸出順序?yàn)?data1、data2、data3

1.4 queue.SimpleQueue

先進(jìn)先出類型的簡(jiǎn)單隊(duì)列，沒有大小限制。由于它是簡(jiǎn)單隊(duì)列，相比于 Queue 隊(duì)列會(huì)缺少一些高級(jí)功能，下面第2-3小節(jié)將會(huì)介紹。

示例如下：

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：778463939 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' import queue q = queue.SimpleQueue() # 創(chuàng)建 SimpleQueue 隊(duì)列 for i in range(3):q.put(i) # 在隊(duì)列中依次插入0、1、2元素 for i in range(3):print(q.get()) # 依次從隊(duì)列中取出插入的元素，數(shù)據(jù)元素輸出順序?yàn)?、1、2

1.5 queue.Empty 異常

當(dāng)隊(duì)列中沒有數(shù)據(jù)元素時(shí)，取出隊(duì)列中的數(shù)據(jù)會(huì)引發(fā) queue.Empty 異常，主要是不正當(dāng)使用 get() 和 get_nowait() 引起的。

示例如下：

import queue try:q = queue.Queue(3) # 設(shè)置隊(duì)列上限為3q.put('python') # 在隊(duì)列中插入字符串 'python'q.put('-') # 在隊(duì)列中插入字符串 '-'q.put('100') # 在隊(duì)列中插入字符串 '100'for i in range(4): # 從隊(duì)列中取數(shù)據(jù)，取出次數(shù)為4次，引發(fā) queue.Empty 異常print(q.get(block=False)) except queue.Empty:print('queue.Empty')

1.6 queue.Full 異常

當(dāng)隊(duì)列數(shù)據(jù)元素容量達(dá)到上限時(shí)，繼續(xù)往隊(duì)列中放入數(shù)據(jù)會(huì)引發(fā) queue.Empty 異常，主要是不正當(dāng)使用 put() 和 put_nowait() 引起的。

示例如下：

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：778463939 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' import queue try:q = queue.Queue(3) # 設(shè)置隊(duì)列上限為3q.put('python') # 在隊(duì)列中插入字符串 'python'q.put('-') # 在隊(duì)列中插入字符串 '-'q.put('100') # 在隊(duì)列中插入字符串 '100'q.put('stay hungry, stay foolish', block=False) # 隊(duì)列已滿，繼續(xù)往隊(duì)列中放入數(shù)據(jù)，引發(fā) queue.Full 異常 except queue.Full:print('queue.Full')

2 Queue、LifoQueue、PriorityQueue 和 SimpleQueue 對(duì)象的基本使用方法

Queue、LifoQueue、PriorityQueue 和 SimpleQueue 四種隊(duì)列定義的對(duì)象均提供了以下函數(shù)使用方法，下面以 Queue 隊(duì)列為例進(jìn)行介紹。

2.1 Queue.qsize()

返回隊(duì)列中數(shù)據(jù)元素的個(gè)數(shù)。

示例如下：

import queue q = queue.Queue() q.put('python-100') # 在隊(duì)列中插入元素 'python-100' print(q.qsize()) # 輸出隊(duì)列中元素個(gè)數(shù)為1

2.2 Queue.empty()

如果隊(duì)列為空，返回 True，否則返回 False。

示例如下：

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：778463939 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' import queue q = queue.Queue() print(q.empty()) # 對(duì)列為空，返回 True q.put('python-100') # 在隊(duì)列中插入元素 'python-100' print(q.empty()) # 對(duì)列不為空，返回 False

2.3 Queue.full()

如果隊(duì)列中元素個(gè)數(shù)達(dá)到上限，返回 True，否則返回 False。

示例如下：

import queue q = queue.Queue(3) # 定義一個(gè)長(zhǎng)度為3的隊(duì)列 print(q.full()) # 元素個(gè)數(shù)未達(dá)到上限，返回 False q.put('python') # 在隊(duì)列中插入字符串 'python' q.put('-') # 在隊(duì)列中插入字符串 '-' q.put('100') # 在隊(duì)列中插入字符串 '100' print(q.full()) # 元素個(gè)數(shù)達(dá)到上限，返回 True

2.4 Queue.put(item, block=True, timeout=None)

• item，放入隊(duì)列中的數(shù)據(jù)元素。
• block，當(dāng)隊(duì)列中元素個(gè)數(shù)達(dá)到上限繼續(xù)往里放數(shù)據(jù)時(shí)：如果 block=False，直接引發(fā) queue.Full 異常；如果 block=True，且 timeout=None，則一直等待直到有數(shù)據(jù)出隊(duì)列后可以放入數(shù)據(jù)；如果 block=True，且 timeout=N，N 為某一正整數(shù)時(shí)，則等待 N 秒，如果隊(duì)列中還沒有位置放入數(shù)據(jù)就引發(fā) queue.Full 異常。
• timeout，設(shè)置超時(shí)時(shí)間。

示例如下：

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：778463939 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' import queue try:q = queue.Queue(2) # 設(shè)置隊(duì)列上限為2q.put('python') # 在隊(duì)列中插入字符串 'python'q.put('-') # 在隊(duì)列中插入字符串 '-'q.put('100', block = True, timeout = 5) # 隊(duì)列已滿，繼續(xù)在隊(duì)列中插入字符串 '100'，等待5秒后會(huì)引發(fā) queue.Full 異常 except queue.Full:print('queue.Full')

2.5 Queue.put_nowait(item)

相當(dāng)于 Queue.put(item, block=False)，當(dāng)隊(duì)列中元素個(gè)數(shù)達(dá)到上限繼續(xù)往里放數(shù)據(jù)時(shí)直接引發(fā) queue.Full 異常。

import queue try:q = queue.Queue(2) # 設(shè)置隊(duì)列上限為2q.put_nowait('python') # 在隊(duì)列中插入字符串 'python'q.put_nowait('-') # 在隊(duì)列中插入字符串 '-'q.put_nowait('100') # 隊(duì)列已滿，繼續(xù)在隊(duì)列中插入字符串 '100'，直接引發(fā) queue.Full 異常 except queue.Full:print('queue.Full')

2.6 Queue.get(block=True, timeout=None)

從隊(duì)列中取出數(shù)據(jù)并返回該數(shù)據(jù)內(nèi)容。

• block，當(dāng)隊(duì)列中沒有數(shù)據(jù)元素繼續(xù)取數(shù)據(jù)時(shí)：如果 block=False，直接引發(fā) queue.Empty 異常；如果 block=True，且 timeout=None，則一直等待直到有數(shù)據(jù)入隊(duì)列后可以取出數(shù)據(jù)；如果 block=True，且 timeout=N，N 為某一正整數(shù)時(shí)，則等待 N 秒，如果隊(duì)列中還沒有數(shù)據(jù)放入的話就引發(fā) queue.Empty 異常。
• timeout，設(shè)置超時(shí)時(shí)間。

示例如下：

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：778463939 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' import queue try:q = queue.Queue()q.get(block = True, timeout = 5) # 隊(duì)列為空，往隊(duì)列中取數(shù)據(jù)時(shí)，等待5秒后會(huì)引發(fā) queue.Empty 異常 except queue.Empty:print('queue.Empty')

2.7 Queue.get_nowait()

相當(dāng)于 Queue.get(block=False)block，當(dāng)隊(duì)列中沒有數(shù)據(jù)元素繼續(xù)取數(shù)據(jù)時(shí)直接引發(fā) queue.Empty 異常。

示例如下：

import queue try:q = queue.Queue()q.get_nowait() # 隊(duì)列為空，往隊(duì)列中取數(shù)據(jù)時(shí)直接引發(fā) queue.Empty 異常 except queue.Empty:print('queue.Empty')

3 Queue、LifoQueue 和 PriorityQueue 對(duì)象的高級(jí)使用方法

SimpleQueue 是 Python 3.7 版本中新加入的特性，與 Queue、LifoQueue 和 PriorityQueue 三種隊(duì)列相比缺少了 task_done 和 join 的高級(jí)使用方法，所以才會(huì)取名叫 Simple 了，下面介紹一下 task_done 和 join 的使用方法。

• task_done，表示隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)元素已經(jīng)被取出，即每個(gè) get 用于獲取一個(gè)數(shù)據(jù)元素， 后續(xù)調(diào)用 task_done 告訴隊(duì)列，該數(shù)據(jù)的處理已經(jīng)完成。如果被調(diào)用的次數(shù)多于放入隊(duì)列中的元素個(gè)數(shù)，將引發(fā) ValueError 異常。
• join，一直阻塞直到隊(duì)列中的所有數(shù)據(jù)元素都被取出和執(zhí)行，只要有元素添加到 queue 中就會(huì)增加。當(dāng)未完成任務(wù)的計(jì)數(shù)等于0，join 就不會(huì)阻塞。
  示例如下：

import queue q = queue.Queue() q.put('python') q.put('-') q.put('100') for i in range(3):print(q.get())q.task_done() # 如果不執(zhí)行 task_done，join 會(huì)一直處于阻塞狀態(tài)，等待 task_done 告知它數(shù)據(jù)的處理已經(jīng)完成 q.join()

下面是一個(gè)經(jīng)典示例，生產(chǎn)者和消費(fèi)者線程分別生產(chǎn)數(shù)據(jù)和消費(fèi)數(shù)據(jù)，先生產(chǎn)后消費(fèi)。采用 task_done 和 join 確保處理信息在多個(gè)線程間安全交換，生產(chǎn)者生產(chǎn)的數(shù)據(jù)能夠全部被消費(fèi)者消費(fèi)掉。

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：778463939 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' from queue import Queue import random import threading import time#生產(chǎn)者線程 class Producer(threading.Thread):def __init__(self, t_name, queue):threading.Thread.__init__(self, name=t_name)self.data=queuedef run(self):for i in range(5):print ("%s: %s is producing %d to the queue!" %(time.ctime(), self.getName(), i))self.data.put(i) # 將生產(chǎn)的數(shù)據(jù)放入隊(duì)列time.sleep(random.randrange(10)/5)print ("%s: %s finished!" %(time.ctime(), self.getName()))#消費(fèi)者線程 class Consumer(threading.Thread):def __init__(self, t_name, queue):threading.Thread.__init__(self, name=t_name)self.data=queuedef run(self):for i in range(5):val = self.data.get() # 拿出已經(jīng)生產(chǎn)好的數(shù)據(jù)print ("%s: %s is consuming. %d in the queue is consumed!" %(time.ctime(), self.getName(), val))time.sleep(random.randrange(5))self.data.task_done() # 告訴隊(duì)列有關(guān)這個(gè)數(shù)據(jù)的任務(wù)已經(jīng)處理完成print ("%s: %s finished!" %(time.ctime(), self.getName()))#主線程 def main():queue = Queue()producer = Producer('Pro.', queue)consumer = Consumer('Con.', queue)producer.start()consumer.start()queue.join() # 阻塞，直到生產(chǎn)者生產(chǎn)的數(shù)據(jù)全都被消費(fèi)掉producer.join() # 等待生產(chǎn)者線程結(jié)束consumer.join() # 等待消費(fèi)者線程結(jié)束print ('All threads terminate!')if __name__ == '__main__':main()

4 總結(jié)

本節(jié)給大家介紹了 Python 的 queue 模塊，為 Python 工程師對(duì)該模塊的使用提供了支撐，讓大家對(duì) queue 模塊的相關(guān)概念和使用有一個(gè)初步的了解。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python queue 模块教程的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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