文章详情

短信预约-IT技能 免费直播动态提醒

请输入下面的图形验证码

提交验证

短信预约提醒成功

Python实现线程池之线程安全队列

2024-04-02 19:55

关注

本文实例为大家分享了Python实现线程池之线程安全队列的具体代码,供大家参考,具体内容如下

一、线程池组成

一个完整的线程池由下面几部分组成,线程安全队列、任务对象、线程处理对象、线程池对象。其中一个线程安全的队列是实现线程池和任务队列的基础,本节我们通过threading包中的互斥量threading.Lock()和条件变量threading.Condition()来实现一个简单的、读取安全的线程队列。

二、线程安全队列的实现

包括put、pop、get等方法,为保证线程安全,读写操作时要添加互斥锁;并且pop操作可以设置等待时间以阻塞当前获取元素的线程,当新元素写入队列时通过条件变量通知解除等待操作。

class ThreadSafeQueue(object):

    def __init__(self, max_size=0):
        self.queue = []
        self.max_size = max_size  # max_size为0表示无限大
        self.lock = threading.Lock()  # 互斥量
        self.condition = threading.Condition()  # 条件变量

    def size(self):
        """
        获取当前队列的大小
        :return: 队列长度
        """
        # 加锁
        self.lock.acquire()
        size = len(self.queue)
        self.lock.release()
        return size

    def put(self, item):
        """
        将单个元素放入队列
        :param item:
        :return:
        """
        # 队列已满 max_size为0表示无限大
        if self.max_size != 0 and self.size() >= self.max_size:
            return ThreadSafeException()

        # 加锁
        self.lock.acquire()
        self.queue.append(item)
        self.lock.release()
        self.condition.acquire()
        # 通知等待读取的线程
        self.condition.notify()
        self.condition.release()

        return item

    def batch_put(self, item_list):
        """
        批量添加元素
        :param item_list:
        :return:
        """
        if not isinstance(item_list, list):
            item_list = list(item_list)

        res = [self.put(item) for item in item_list]

        return res

    def pop(self, block=False, timeout=0):
        """
        从队列头部取出元素
        :param block: 是否阻塞线程
        :param timeout: 等待时间
        :return:
        """
        if self.size() == 0:
            if block:
                self.condition.acquire()
                self.condition.wait(timeout)
                self.condition.release()
            else:
                return None

        # 加锁
        self.lock.acquire()
        item = None
        if len(self.queue):
            item = self.queue.pop()
        self.lock.release()

        return item

    def get(self, index):
        """
        获取指定位置的元素
        :param index:
        :return:
        """
        if self.size() == 0 or index >= self.size():
            return None

        # 加锁
        self.lock.acquire()
        item = self.queue[index]
        self.lock.release()

        return item


class ThreadSafeException(Exception):
    pass

三、测试逻辑

3.1、测试阻塞逻辑

def thread_queue_test_1():
    thread_queue = ThreadSafeQueue(10)

    def producer():
        while True:
            thread_queue.put(random.randint(0, 10))
            time.sleep(2)

    def consumer():
        while True:
            print('current time before pop is %d' % time.time())
            item = thread_queue.pop(block=True, timeout=3)
            # item = thread_queue.get(2)
            if item is not None:
                print('get value from queue is %s' % item)
            else:
                print(item)
            print('current time after pop is %d' % time.time())

    t1 = threading.Thread(target=producer)
    t2 = threading.Thread(target=consumer)
    t1.start()
    t2.start()
    t1.join()
    t2.join()

测试结果:

我们可以看到生产者线程每隔2s向队列写入一个元素,消费者线程当无数据时默认阻塞3s。通过执行时间发现消费者线程确实发生了阻塞,当生产者写入数据时结束当前等待操作。

3.2、测试读写加锁逻辑

def thread_queue_test_2():
    thread_queue = ThreadSafeQueue(10)

    def producer():
        while True:
            thread_queue.put(random.randint(0, 10))
            time.sleep(2)

    def consumer(name):
        while True:
            item = thread_queue.pop(block=True, timeout=1)
            # item = thread_queue.get(2)
            if item is not None:
                print('%s get value from queue is %s' % (name, item))
            else:
                print('%s get value from queue is None' % name)

    t1 = threading.Thread(target=producer)
    t2 = threading.Thread(target=consumer, args=('thread1',))
    t3 = threading.Thread(target=consumer, args=('thread2',))
    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
    t1.join()
    t2.join()
    t3.join()

测试结果:

生产者还是每2s生成一个元素写入队列,消费者开启两个线程进行消费,默认阻塞时间为1s,打印结果显示通过加锁确保每次只有一个线程能获取数据,保证了线程读写的安全。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程网。

阅读原文内容投诉

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

软考中级精品资料免费领

  • 历年真题答案解析
  • 备考技巧名师总结
  • 高频考点精准押题
  • 2024年上半年信息系统项目管理师第二批次真题及答案解析(完整版)

    难度     813人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月26日信息系统项目管理师第2批次考情分析

    难度     354人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月25日信息系统项目管理师第1批次考情分析

    难度     318人已做
    查看
  • 2024年上半年软考高项第一、二批次真题考点汇总(完整版)

    难度     435人已做
    查看
  • 2024年上半年系统架构设计师考试综合知识真题

    难度     224人已做
    查看

相关文章

发现更多好内容

猜你喜欢

AI推送时光机
位置:首页-资讯-后端开发
咦!没有更多了?去看看其它编程学习网 内容吧
首页课程
资料下载
问答资讯