【从零学习python 】81.Python多线程通信与队列的应用

线程间通信

线程之间有时需要进行通信，而操作系统提供了多种机制来实现进程间的通信。其中，我们经常使用的一种方式是使用队列（Queue）。

Queue的原理

Queue是一个先进先出（First In First Out）的队列。主线程中创建一个Queue对象，并作为参数传递给子线程。通过put()方法将数据放入队列中，通过get()方法从队列中取出数据。在调用get()方法后，队列中的数据会被同时删除。我们可以使用multiprocessing模块中的Queue实现多线程之间的数据传递。

import threading
import time
from queue import Queue

# 生产者函数，用于将数据放入队列中
def producer(queue):
    for i in range(100):
        print('{}存入了{}'.format(threading.current_thread().name, i))
        queue.put(i)
        time.sleep(0.1)

# 消费者函数，用于从队列中取出数据
def consumer(queue):
    for x in range(100):
        value = queue.get()
        print('{}取到了{}'.format(threading.current_thread().name, value))
        time.sleep(0.1)
        if not value:
            return

if __name__ == '__main__':
    # 创建一个队列对象
    queue = Queue()

    # 创建多个线程，并将队列对象作为参数传递给线程函数
    t1 = threading.Thread(target=producer, args=(queue,))
    t2 = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))
    t3 = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))
    t4 = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))
    t6 = threading.Thread(target=consumer, args=(queue,))

    # 启动线程
    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
    t4.start()
    t6.start()

在上述示例中，我们创建了一个Queue对象，并将其作为参数传递给多个线程。其中，producer函数用于将数据放入队列中，consumer函数用于从队列中取出数据。通过多个消费者线程的执行，可以实现多个线程之间对于共享队列的并发访问和通信。

具体代码解释如下：

1. 导入所需的模块：threading用于创建和管理线程，time用于添加延迟效果，Queue用于创建队列对象。
2. 定义生产者函数producer(queue)，接收一个队列对象作为输入参数。该函数用于将数据放入队列中。
3. 在生产者函数中使用一个循环，从0到99，将每个数字依次放入队列中。
4. 使用threading.current_thread().name获取当前线程的名称，并打印存入的值。
5. 使用queue.put(i)将数据放入队列中。
6. 使用time.sleep(0.1)添加延迟效果。
7. 定义消费者函数consumer(queue)，同样接收一个队列对象作为输入参数。该函数用于从队列中取出数据。
8. 在消费者函数中使用一个循环，从0到99，依次从队列中取出数据。
9. 使用queue.get()获取队列中的数据，同时也会将该数据从队列中删除。
10. 使用threading.current_thread().name获取当前线程的名称，并打印取出的值。
11. 使用time.sleep(0.1)添加延迟效果。
12. 如果取出的值为假值（即空），则返回函数，结束线程的执行。
13. 在主程序中，创建一个队列对象queue。
14. 创建多个线程，并将队列对象作为参数传递给线程函数，分别创建了一个生产者线程和多个消费者线程。
15. 启动线程，通过t.start()方法启动各个线程的执行。

通过以上代码，我们可以实现多个线程之间的通信，实现了生产者线程将数据放入队列中，多个消费者线程从队列中取出数据的过程。这样，我们就完成了线程间的通信。