4 进程间通信Queue [kjuː]

1.进程间通信-Queue

Process之间有时需要通信，操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信。

说明

初始化Queue()对象时（例如：q=Queue()），若括号中没有指定最大可接收的消息数量，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)；

In [1]:  from multiprocessing import Queue
 
In [2]: q = Queue(3)
 
In [3]: q.qsize()
Out[3]: 0
 
In [4]: q.put("haha")
In [5]: q.put("haha1")
In [6]: q.put("haha2")
In [7]: q.put("haha3")      #堵塞
 
In [8]: q.qsize()
Out[8]: 3
 
In [9]: q.get()
Out[9]: 'haha'
 
In [10]: q.qsize()
Out[10]: 2
 
In [11]: q.get()
Out[11]: 'haha1'
In [12]: q.get()
Out[12]: 'haha2'
In [13]: q.get()   #堵塞
 
In [14]: q.empty()
Out[14]: True
 
In [15]: q.full()
Out[15]: False
 
In [17]: q.empty()
Out[17]: True
In [18]: q.get()   #堵塞
 
In [3]: q.get_nowait()
---------------------------------------------------------------------------
Empty                                     Traceback (most recent call last)
<ipython-input-3-4f5e3b567b9e> in <module>()
----> 1 q.get_nowait()
 
In [4]: q.put("")
 
In [5]: q.get_nowait()
Out[5]: ''
 
In [6]: q.get_nowait()
---------------------------------------------------------------------------
Empty                                     Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-4f5e3b567b9e> in <module>()
----> 1 q.get_nowait()
 
In [7]: q.put("")
In [8]: q.put("wsdaf")
In [9]: q.put([])
In [11]: q.put_nowait({})
---------------------------------------------------------------------------
Full                                      Traceback (most recent call last)
<ipython-input-11-cb0d653443e5> in <module>()
----> 1 q.put_nowait({})

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, Queue
import os, time, 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())
 
# 读数据进程执行的代码:
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()
    # pr进程里是死循环，无法等待其结束，只能强行终止:
    print ''
    print '所有数据都写入并且读完'

Put A to queue...
Put B to queue...
Put C to queue...
Get A from queue.
Get B from queue.
Get C from queue.

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
 
#修改import中的Queue为Manager
from multiprocessing import Manager,Pool
import os,time,random
 
def reader(q):
    print("reader启动(%s),父进程为(%s)"%(os.getpid(),os.getppid()))
    for i in range(q.qsize()):
        print("reader从Queue获取到消息：%s"%q.get(True))
 
def writer(q):
    print("writer启动(%s),父进程为(%s)"%(os.getpid(),os.getppid()))
    for i in "dongGe":
        q.put(i)
 
if __name__=="__main__":
    print("(%s) start"%os.getpid())
    q=Manager().Queue() #使用Manager中的Queue来初始化
    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("(%s) End"%os.getpid())

(3630) start
writer启动(3635),父进程为(3630)
reader启动(3635),父进程为(3630)
reader从Queue获取到消息：d
reader从Queue获取到消息：o
reader从Queue获取到消息：n
reader从Queue获取到消息：g
reader从Queue获取到消息：G
reader从Queue获取到消息：e
(3630) End

4.总结

进程和进程之间没有关联
如何完成1个进程处理的数据给另一个进程！这就是进程通信问题

有无管道，共享内存，队列，网路功能socket

　　其中一种实现方式就是Queue队列

Process创建的进程用Queue

　　2.进程池创建的进程用Manager().Queue()