Python 标准库之 Queue

1. Queue 概念

队列 Queue 多应用在多线程应用中，多线程访问共享变量。对于多线程而言，访问共享变量时，队列 Queue 是线程安全的。

Python Queue 模块有三种队列及构造函数：

Python Queue模块的FIFO队列先进先出。

   class Queue.Queue(maxsize)

LIFO类似于堆，即先进后出。

   class Queue.LifoQueue(maxsize)

还有一种是优先级队列级别越低越先出来。即队列中的元素是一个元祖类型，（优先级级别，数据）。

   class Queue.PriorityQueue(maxsize)

2. Queue 常用的方法

q = Queue.Queue()

函数	说明
q.qsize()	返回队列的大小
q.empty()	如果队列为空，返回True,反之False
q.full()	如果队列满了，返回True,反之False
q.get([block[, timeout]])	获取队列，timeout等待时间
q.get_nowait()	相当q.get(False)，无阻塞的向队列中get任务，当队列为空时，不等待，而是直接抛出empty异常，重点是理解block = False:
q.put(item)	非阻塞写入队列，timeout等待时间
q.put_nowait(item)	相当q.put(item, False)，无阻塞的向队列中添加任务，当队列为满时，不等待，而是直接抛出full异常，重点是理解block = False
q.task_done()	在完成一项工作之后，q.task_done() 函数向任务已经完成的队列发送一个信号
q.join()	阻塞等待队列中任务全部处理完毕，需要配合queue.task_done使用

重点方法说明：

2.1 get() 方法

from Queue import Queue
Queue.get(self, block=True, timeout=None)

调用队列对象的 get() 方法从队头删除并返回一个项目。可选参数为 block，默认为 True。

如果队列为空且 block 为 True，get() 就使调用线程暂停，直至有项目可用。
如果队列为空且 block 为 False，队列将引发 Empty 异常。

2.2 put() 方法

from Queue import Queue
Queue.put(self, item, block=True, timeout=None)

调用队列对象的 put() 方法在队尾插入一个项目。put() 有三个参数，第一个 item 为必需的，为插入项目的值；第二个 block 为可选参数，默认为 True。

如果队列当前为空且 block 为 True，put() 方法就使调用线程暂停,直到空出一个数据单元。
如果block为 False，put 方法将引发 Full 异常

从上面说明可以看到，当一个队列为空的时候如果再用 get 取则会堵塞，所以取队列的时候一般是用到 get_nowait() 方法，这种方法在向一个空队列取值的时候会抛一个 Empty 异常，所以更常用的方法是先判断一个队列是否为空，如果不为空则取值。

from Queue import Queuemy_queue = Queue(maxsize=10)
# 定义队列时有一个默认的参数maxsize, 如果不指定队列的长度，即maxsize=0,那么队列的长度为无限长，如果定义了大于0的值，那么队列的长度就是maxsize。
a = [1, 2, 3]
my_queue.put(a)
print my_queue.get()
print my_queue.get()    # 再次调用时进程一直未结束，处于等待队列中有值的状态

3. 注意事项

3.1 阻塞模式

import Queueq = Queue.Queue(10)......
for i in range(10):q.put('A')time.sleep(0.5)

这是一段极其简单的代码（另有两个线程也在操作队列 q），我期望每隔 0.5 秒写一个’A’到队列中，但总是不能如愿：间隔时间有时会远远超过 0.5 秒。

原来，Queue.put（）默认有 block = True 和 timeout 两个参数。当 block = True 时，写入是阻塞式的，阻塞时间由 timeout 确定。

当队列 q 被（其他线程）写满后，这段代码就会阻塞，直至其他线程取走数据。Queue.put（）方法加上 block=False 的参数，即可解决这个隐蔽的问题。但要注意，非阻塞方式写队列，当队列满时会抛出 exception Queue.Full 的异常。

3.1 无法捕获 exception Queue.Empty 的异常

while True:......try:data = q.get()except Queue.Empty:break

我的本意是用队列为空时，退出循环，但实际运行起来，却陷入了死循环。这个问题和上面有点类似：Queue.get（）默认的也是阻塞方式读取数据，队列为空时，不会抛出 except Queue.Empty ，而是进入阻塞直至超时。加上block=False 的参数，问题迎刃而解。

参考：

https://blog.csdn.net/zy205817/article/details/51388479

https://blog.csdn.net/yatere/article/details/6668006