python基础（21）-线程通信

Python011

python基础（21）-线程通信,第1张

到这里，我们要聊一下线程通信的内容；

首先，我们抛开语言不谈，先看看比较基础的东西，线程间通信的方式；其实也就是哪几种（我这里说的，是我的所谓的知道的。。。）事件，消息队列，信号量，条件变量（锁算不算？我只是认为是同步的一种）；所以我们也就是要把这些掌握了，因为各有各的好处嘛；

条件变量我放到了上面的线程同步里面讲了，我总感觉这算是同步的一种，没有很多具体信息的沟通；同时吧，我认为条件变量比较重要，因为这种可以应用于线程池的操作上；所以比较重要；这里，抛开条件变量不谈，我们看看其他的东西；

1、消息队列：

queue 模块下提供了几个阻塞队列，这些队列主要用于实现线程通信。在 queue 模块下主要提供了三个类，分别代表三种队列，它们的主要区别就在于进队列、出队列的不同。

关于这三个队列类的简单介绍如下：

queue.Queue(maxsize=0)：代表 FIFO（先进先出）的常规队列，maxsize 可以限制队列的大小。如果队列的大小达到队列的上限，就会加锁，再次加入元素时就会被阻塞，直到队列中的元素被消费。如果将 maxsize 设置为 0 或负数，则该队列的大小就是无限制的。

queue.LifoQueue(maxsize=0)：代表 LIFO（后进先出）的队列，与 Queue 的区别就是出队列的顺序不同。

PriorityQueue(maxsize=0)：代表优先级队列，优先级最小的元素先出队列。

这三个队列类的属性和方法基本相同， 它们都提供了如下属性和方法：

Queue.qsize()：返回队列的实际大小，也就是该队列中包含几个元素。

Queue.empty()：判断队列是否为空。

Queue.full()：判断队列是否已满。

Queue.put(item, block=True, timeout=None)：向队列中放入元素。如果队列己满，且 block 参数为 True（阻塞），当前线程被阻塞，timeout 指定阻塞时间，如果将 timeout 设置为 None，则代表一直阻塞，直到该队列的元素被消费；如果队列己满，且 block 参数为 False（不阻塞），则直接引发 queue.FULL 异常。

Queue.put_nowait(item)：向队列中放入元素，不阻塞。相当于在上一个方法中将 block 参数设置为 False。

Queue.get(item, block=True, timeout=None)：从队列中取出元素（消费元素）。如果队列已满，且 block 参数为 True（阻塞），当前线程被阻塞，timeout 指定阻塞时间，如果将 timeout 设置为 None，则代表一直阻塞，直到有元素被放入队列中； 如果队列己空，且 block 参数为 False（不阻塞），则直接引发 queue.EMPTY 异常。

Queue.get_nowait(item)：从队列中取出元素，不阻塞。相当于在上一个方法中将 block 参数设置为 False。

其实我们想想，这个队列，是python进行封装的，那么我们可以用在线程间的通信；同时也是可以用做一个数据结构；先进先出就是队列，后进先出就是栈；我们用这个栈写个十进制转二进制的例子：

没毛病，可以正常的打印；其中需要注意的就是，maxsize在初始化的时候如果是0或者是个负数的话，那么就会是不限制大小；

那么其实我们想想，我们如果用做线程通信的话，我们两个线程，可以把队列设置为1的大小，如果是1对多，比如是创建者和消费者的关系，我们完全可以作为消息队列，比如说创建者一直在创建一些东西，然后放入到消息队列里面，然后供消费着使用；就是一个很好的例子；所以，其实说是消息队列，也就是队列，没差；

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下面来看一下事件

Event 是一种非常简单的线程通信机制，一个线程发出一个 Event，另一个线程可通过该 Event 被触发。

Event 本身管理一个内部旗标，程序可以通过 Event 的 set() 方法将该旗标设置为 True，也可以调用 clear() 方法将该旗标设置为 False。程序可以调用 wait() 方法来阻塞当前线程，直到 Event 的内部旗标被设置为 True。

Event 提供了如下方法：

is_set()：该方法返回 Event 的内部旗标是否为True。

set()：该方法将会把 Event 的内部旗标设置为 True，并唤醒所有处于等待状态的线程。

clear()：该方法将 Event 的内部旗标设置为 False，通常接下来会调用 wait() 方法来阻塞当前线程。

wait(timeout=None)：该方法会阻塞当前线程。

这里我想解释一下；其实对于事件来说，事件可以看成和条件变量是一样的，只是我们说说不一样的地方；

1、对于事件来说，一旦触发了事件，也就是说，一旦set为true了，那么就会一直为true，需要clear调内部的标志，才能继续wait；但是conditon不是，他是一次性的唤醒其他线程；

2、conditon自己带锁；事件呢？不是的；没有自己的锁；比如说有一个存钱的线程，有一个是取钱的线程；那么存钱的线程要存钱；需要怎么办呢？1、发现银行没有钱了（is_set判断）；2、锁住银行；3、存钱；4、释放银行；5、唤醒事件；对于取钱的人；1、判断是否有钱；2、被唤醒了，然后锁住银行；3、开始取钱；4、清理告诉存钱的人，我没钱了（clear）；5、释放锁；6、等着钱存进去；

其实说白了，就是记住一点；这个旗标需要自己clear就对了

写个例子，怕以后忘了怎么用；

其实时间和信号量比较像；但是信号量不用自己清除标志位；但是事件是需要的；

1. 计算1~100的累加和（包含1和100）

核心代码分析：

_sum = 0

i = 1

# 等价于 _sum += i

_sum = sum+i # _sum = 0+1

i = 2

_sum = _sum+i # _sum = 上一步_sum的内容 + 2 ==》 _sum = 0+1+2

i = 3

_sum = _sum+i # _sum = 上一步_sum的内容 + 3 ==》 _sum = 0+1+2+3

步骤流程：

1. 定义条件变量 i, 赋值为1

2. 定义一个辅助变量，用于保存累计的结果

3. while 条件(i <= 100)：

3.1 完成累加

3.2 条件变量改变

4. 在循环的外面，打印最终的累加结果

代码示例：

# 1. 定义条件变量 i, 赋值为1

i = 1

# 2. 定义一个辅助变量，用于保存累计的结果

_sum = 0

# 3. while 条件(i <= 100)：

while i <= 100:

# 3.1 完成累加

_sum = _sum + i

# 3.2 条件变量改变

i += 1

# 4. 在循环的外面，打印最终的累加结果

print('_sum = %d' % _sum)