python多線程_生產者&消費者模型

一、什么是生產者消費者模型？

生產者和消費者問題是線程模型中的經典問題：生產者和消費者在同一時間段內共用同一個存儲空間，生產者往存儲空間中添加數據，消費者從存儲空間中取走數據，當存儲空間為空時，消費者阻塞，當存儲空間滿時，生產者阻塞。

 

二、為什么要使用生產者和消費者模式?

生產者線程用於生產數據，另一種是消費者線程用於消費數據，為了解耦生產者和消費者的關系（不用一直等待對方的數據）。

通常會采用共享的數據區域，就像是一個倉庫，生產者生產數據之后直接放置在共享數據區中，並不需要關心消費者的行為；而消費者只需要從共享數據區中去獲取數據，就不再需要關心生產者的行為。

 

三、python 代碼示例

 

1、通過queue隊列實現：

模型：

生產者線程持續生產，最多生產兩個，滿兩個后阻塞，消費者線程每2s 消費一個，消費后生產者線程繼續生產直到再次滿兩個阻塞，

假設消費者消費快於 生產者生產，則消費者阻塞

假設消費者消費慢於 生產者生產，則生產者阻塞

 

'''
通過隊列實現生產者消費者模型
'''

import threading,queue,time


# 創建一個隊列，隊列最大長度為2
q = queue.Queue(maxsize=2)


def product():
    while True:
        # 生產者往隊列塞數據
        q.put('money')
        print('生產時間',time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))
        print('生產了')

def consume():
    while True:
        time.sleep(2)
        # 消費者取出數據
        data = q.get()
        print('消費時間',time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))
        print('消費了%s'%data)


t = threading.Thread(target=product)
t1 = threading.Thread(target=consume)
t.start()
t1.start()

 

2、通過 線程鎖 Condition 實現

模型：

生產者生產一個，通知消費者消費

消費者消費完畢，通知生產者再造一個

'''通過條件鎖實現生產者消費者模型'''

import threading,time,datetime

# 生產者

lock = threading.Condition()
something = None

def product():
    global something

    while True:
        print('生產者的something=',something)
        while something ==None:
            print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))
            time.sleep(5)    #生產money 需要5s
            lock.acquire()
            something = 'money'
            print('我生產了money')
            lock.notify()     #生產完成后立即通知消費者 消費
            print('生產者通知消費者已經生產')
        lock.wait()    #生產者生產完畢后，里層while循環 終止，線程進入外層循環，在wait 處  掛起 ，等待消費者通知



def consumer():
    global something

    while True:
        print('消費者的something=',something)
        lock.acquire()    # 需要先加鎖后面 才能wait()
        while something=='money':
            something = None   # 消費將 something置為 none  里層的while循環 中止 ，
            print('money被我消費了')
            # time.sleep(2)
            lock.notify()
            print('消費者通知生產者已經消費')
        print('等待通知')
        lock.wait()        #里層 while 循環結束后，線程執行至wait掛起  等待生產者 生產 后通




p = threading.Thread(target=product)
c = threading.Thread(target=consumer)
p.start()
c.start()