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python 生產(chǎn)者消費(fèi)者模式

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摘要：為什么使用生產(chǎn)者消費(fèi)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(fèi)者就是消費(fèi)數(shù)據(jù)的線程。什么是生產(chǎn)者消費(fèi)者模式生產(chǎn)者消費(fèi)者模式是通過一個(gè)容器來解決生產(chǎn)者和消費(fèi)者的強(qiáng)耦合問題。

生產(chǎn)者消費(fèi)者模式概述

在并發(fā)編程中使用生產(chǎn)者和消費(fèi)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(fèi)線程的工作能力來提高程序的整體處理數(shù)據(jù)的速度。

為什么使用生產(chǎn)者消費(fèi)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(fèi)者就是消費(fèi)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(fèi)者處理速度很慢，那么生產(chǎn)者就必須等待消費(fèi)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(fèi)者的處理能力大于生產(chǎn)者，那么消費(fèi)者就必須等待生產(chǎn)者。為了解決這個(gè)問題引入了生產(chǎn)者和消費(fèi)者模式。

什么是生產(chǎn)者消費(fèi)者模式

生產(chǎn)者消費(fèi)者模式是通過一個(gè)容器來解決生產(chǎn)者和消費(fèi)者的強(qiáng)耦合問題。生產(chǎn)者和消費(fèi)者彼此之間不直接通訊，而通過阻塞隊(duì)列來進(jìn)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(fèi)者處理，直接扔給阻塞隊(duì)列，消費(fèi)者不著生產(chǎn)者拿數(shù)據(jù)，而是直接從阻塞隊(duì)列中取，阻塞隊(duì)列相當(dāng)于一個(gè)緩沖區(qū)，平衡了生產(chǎn)者和消費(fèi)者的處理能力。

代碼案例

import threadingimport queueimport time#定義一個(gè)生產(chǎn)者def producer():    count = 0    #判斷隊(duì)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)#定義一個(gè)消費(fèi)者def consumer(name):    while True:        print("%s 吃了第%s飯" % (name,q.get()))#定義一個(gè)隊(duì)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...... 0jibu 吃了第0飯第%s頓飯...... 1jibu 吃了第1飯第%s頓飯...... 2jibu 吃了第2飯第%s頓飯...... 3jibu 吃了第3飯第%s頓飯...... 4jibu 吃了第4飯第%s頓飯...... 5jibu 吃了第5飯第%s頓飯...... 6jibu 吃了第6飯第%s頓飯...... 7jibu 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(dāng)然如果需要進(jìn)一步優(yōu)化可以讓消費(fèi)者執(zhí)行完隊(duì)列中所有任務(wù)的時(shí)候告訴生產(chǎn)者一聲

import threadingimport queueimport time#定義一個(gè)生產(chǎn)者def producer():    count = 0    #判斷隊(duì)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(gè)消費(fèi)者def consumer(name):    while True:        print("%s 吃了第%s飯" % (name,q.get()))        q.task_done()        print("消費(fèi)者執(zhí)行完了所有任務(wù)")#定義一個(gè)隊(duì)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(fèi)者執(zhí)行完了所有任務(wù)第1頓飯......jibu 吃了第1飯消費(fèi)者執(zhí)行完了所有任務(wù)第2頓飯......jibu 吃了第2飯消費(fèi)者執(zhí)行完了所有任務(wù)第3頓飯......jibu 吃了第3飯消費(fèi)者執(zhí)行完了所有任務(wù)第4頓飯......jibu 吃了第4飯消費(fèi)者執(zhí)行完了所有任務(wù)

結(jié)論:
生產(chǎn)者消費(fèi)者的2個(gè)主要作用
1.程序的解耦合
2.程序的異步執(zhí)行，提高了程序的運(yùn)行效率(在排隊(duì)的時(shí)候可以做別的事，過一會可以回來拿這個(gè)結(jié)果)

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