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进程间的通信-Queue

1. Queue的使用

可以使用multiprocessing模块的Queue实现多进程之间的数据传递，Queue本身是一个消息列队程序，首先用一个小实例来演示一下Queue的工作原理：

#-*- coding:utf-8 -*-
from multiprocessing import Queue
#创建一个Queue对象，最多可接受三条put消息
q = Queue(3) 
q.put("消息1")
q.put("消息2")
print(q.full())
q.put("消息3")
print(q.full())
try:
    q.put("消息4",True,2)
except :
    print("消息队列已满，现有消息数量：%s"%q.qsize())
try:
    q.put_nowait("消息5")
except :
    print("消息队列已满，现有消息数量：%s"%q.qsize())
#推荐方式，先判断消息队列是否已满，在写入
if not q.full():
    q.put_nowait("消息6")
#读取消息时，先判断消息队列是否为空，在读取
if not q.empty():
    for i in range(q.qsize()):
        print(q.get_nowait())

运行结果为：

False
True
消息队列已满，现有消息数量：3
消息队列已满，现有消息数量：3
消息1
消息2
消息3

说明

初始化Queue()对象时（例如：q=Queue()），若括号中没有指定可接收的消息数量，或数量为负值，那么就代表可接受的消息数量没有上限（直到内存的尽头）；

Queue.qsize()：返回当前队列包含的消息数量；

Queue.empty()：如果队列为空，返回True，反之False ；

Queue.full()：如果队列满了，返回True,反之False；

Queue.get([block[, timeout]])：获取队列中的一条消息，然后将其从列队中移除，block默认值为True；

1）如果block使用默认值，且没有设置timeout（单位秒），消息列队如果为空，此时程序将被阻塞（停在读取状态），直到从消息列队读到消息为止，如果设置了timeout，则会等待timeout秒，若还没读取到任何消息，则抛出"Queue.Empty"异常；

2）如果block值为False，消息列队如果为空，则会立刻抛出"Queue.Empty"异常；

Queue.get_nowait()：相当Queue.get(False)；

Queue.put(item,[block[, timeout]])：将item消息写入队列，block默认值为True；

1）如果block使用默认值，且没有设置timeout（单位秒），消息列队如果已经没有空间可写入，此时程序将被阻塞（停在写入状态），直到从消息列队腾出空间为止，如果设置了timeout，则会等待timeout秒，若还没空间，则抛出"Queue.Full"异常；

2）如果block值为False，消息列队如果没有空间可写入，则会立刻抛出"Queue.Full"异常；

Queue.put_nowait(item)：相当Queue.put(item, False)；

2. Queue实例

我们以Queue为例，在父进程中创建两个子进程，一个往Queue里写数据，一个从Queue里读数据：

from multiprocessing import Process
from multiprocessing import Queue
import os
import time
import random
#写数据进程执行的代码
def write(q):
    for value in ["A","B","C"]:
        print("Put %s to Queue "%value)
        q.put(value)
        time.sleep(random.random())
   
#读取数据进程的代码   
def read(q):
    while True:
        if not q.empty():
            value = q.get(True)
            print("Get %s from Queue "%value)
            time.sleep(random.random())
        else:
            break
if __name__ == '__main__':
    #父进程创建Queue，并传递给各个子进程
    q = Queue()
    pw = Process(target = write,args=(q,))
    pr = Process(target = read,args=(q,))
    #启动子进程pw，写入
    pw.start()
    #等待pw结束
    pw.join()
    #启动子进程pr，读取
    pr.start()
    pr.join()
    print("所有数据都写入并且读完")

运行结果为：

Put A to Queue 
Put B to Queue 
Put C to Queue 
Get A from Queue 
Get B from Queue 
Get C from Queue

所有数据都写入并且读完。

3. 进程池中的Queue

如果要使用Pool创建进程，就需要使用multiprocessing.Manager()中的Queue()，而不是multiprocessing.Queue()，否则会得到一条如下的错误信息：

RuntimeError: Queue objects should only be shared between processes through inheritance.

#coding=utf-8
from multiprocessing import Manager
from multiprocessing import Pool
import os
import time
import random
def reader(q):
    print("reader启动(%d),父进程为(%d)"%(os.getpid(),os.getppid()))
    for i in range(q.qsize()):
        print("reader从Queue获取到的消息时：%s"%q.get(True))
def writer(q):
    print("writer启动(%d),父进程为(%d)"%(os.getpid(),os.getppid()))
    for i in "Se7eN_HOU":
        q.put(i)
if __name__ == '__main__':
    print("-------(%d) Start-------"%os.getpid())
    #使用Manager中的Queue来初始化
    q = Manager().Queue()
    po = Pool()
    #使用阻塞模式创建进程，这样就不需要在reader中使用死循环了，可以让writer完全执行完成后，再用reader去读取
    po.apply(writer,(q,))
    po.apply(reader,(q,))
    po.close()
    po.join()
    print("-------(%d) End-------"%os.getpid())

运行结果为：

-------(880) Start-------
writer启动(7744),父进程为(880)
reader启动(7936),父进程为(880)
reader从Queue获取到的消息时：S
reader从Queue获取到的消息时：e
reader从Queue获取到的消息时：7
reader从Queue获取到的消息时：e
reader从Queue获取到的消息时：N
reader从Queue获取到的消息时：_
reader从Queue获取到的消息时：H
reader从Queue获取到的消息时：O
reader从Queue获取到的消息时：U
-------(880) End-------

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