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python 的生產(chǎn)者和消費者模式

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python 的生產(chǎn)者和消費者模式

一、生產(chǎn)者消費者模式概述

在并發(fā)編程中使用生產(chǎn)者和消費者模式能夠解決大不多的并發(fā)問題。該模式通過平衡生產(chǎn)線程和消費線程的工作能力來提高程序的整體處理數(shù)據(jù)的速度。

二、為什么使用生產(chǎn)者消費者模式

在線程世界里,生產(chǎn)者就是生產(chǎn)數(shù)據(jù)的線程,消費者就是消費數(shù)據(jù)的線程。在多線程開發(fā)中,如果生產(chǎn)者處理速度很快,而消費者處理速度很慢,那么生產(chǎn)者就必須等待消費者處理完才能繼續(xù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。同樣的道理,如果消費者的處理能力大于生產(chǎn)者,那么消費者就必須等待生產(chǎn)者。為了解決這個問題引入了生產(chǎn)者和消費者模式。

三、什么是生產(chǎn)者消費者模式

生產(chǎn)者消費者模式是通過一個容器來解決生產(chǎn)者和消費者的強耦合問題。生產(chǎn)者和消費者彼此之間不直接通訊,而通過阻塞隊列來進行通訊,所以生產(chǎn)者生產(chǎn)完數(shù)據(jù)之后不用通過等待消費者處理,直接扔給阻塞隊列,消費者不著生產(chǎn)者拿數(shù)據(jù),而是直接從阻塞隊列中取,阻塞隊列相當于一個緩沖區(qū),平衡了生產(chǎn)者和消費者的處理能力。

四、代碼案例

1、定義一個生產(chǎn)者

import threading
import queue
import time

#定義一個生產(chǎn)者
def producer():
    count = 0
    #判斷隊列中任務(wù)的數(shù)量
    while q.qsize()5:
        print('第%s頓飯......',count)
        q.put(count)
        count+=1
        time.sleep(1)

 

2、定義一個消費者

import threading
import queue
import time

#定義一個消費者
def consumer(name):
    while True:
        print("%s 吃了第%s飯" % (name,q.get()))

3、定義一個隊列

import threading
import queue
import time

#定義一個隊列
q = queue.Queue(maxsize=4)

t1 = threading.Thread(target=producer)
t2 = threading.Thread(target=consumer,args=('jibu',))
t1.start()
t2.start()

結(jié)果:

第%s頓飯...... 0
jibu 吃了第0飯
第%s頓飯...... 1
jibu 吃了第1飯
第%s頓飯...... 2
jibu 吃了第2飯
第%s頓飯...... 3
jibu 吃了第3飯
第%s頓飯...... 4
jibu 吃了第4飯
第%s頓飯...... 5
jibu 吃了第5飯
第%s頓飯...... 6
jibu 吃了第6飯
第%s頓飯...... 7
jibu 吃了第7飯
第%s頓飯...... 8

# 另外,如果供大于求或者求大于供,可以在相對小的一方在增加線程的數(shù)量

當然如果需要進一步優(yōu)化可以讓消費者執(zhí)行完隊列中所有任務(wù)的時候告訴生產(chǎn)者一聲

import threading
import queue
import time

#定義一個生產(chǎn)者
def producer():
    count = 0
    #判斷隊列中任務(wù)的數(shù)量
    for i in range(5):
        print('第%s頓飯......',count)
        q.put(count)
        count+=1
        time.sleep(1)
    q.join()

#定義一個消費者
def consumer(name):
    while True:
        print("%s 吃了第%s飯" % (name,q.get()))
        q.task_done()

        print('消費者執(zhí)行完了所有任務(wù)')


#定義一個隊列
q = queue.Queue(maxsize=4)

t1 = threading.Thread(target=producer)
t2 = threading.Thread(target=consumer,args=('jibu',))
t1.start()
t2.start()

結(jié)果
第0頓飯......
jibu 吃了第0飯
消費者執(zhí)行完了所有任務(wù)
第1頓飯......
jibu 吃了第1飯
消費者執(zhí)行完了所有任務(wù)
第2頓飯......
jibu 吃了第2飯
消費者執(zhí)行完了所有任務(wù)
第3頓飯......
jibu 吃了第3飯
消費者執(zhí)行完了所有任務(wù)
第4頓飯......
jibu 吃了第4飯
消費者執(zhí)行完了所有任務(wù)

結(jié)論:

生產(chǎn)者消費者的2個主要作用

  • 程序的解耦合
  • 程序的異步執(zhí)行,提高了程序的運行效率(在排隊的時候可以做別的事,過一會可以回來拿這個結(jié)果)

到此這篇關(guān)于python 的生產(chǎn)者和消費者模式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python生產(chǎn)者消費者模式內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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