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 threadingimport timeclass 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=0print '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Consumer。Consumer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_queuefrom Queue import Queueimport randomimport threadingimport time #Producer threadclass 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 threadclass 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 threaddef 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consumer的FIFO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。Queue的put方法在队尾插入，该方法的原型是：

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

如果可选参数block为true并且timeout为None（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。

Queue的get方法是从队首取数据，其参数和put方法一样。如果block参数为true且timeout为None（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。