隊(duì)列-Queue

FIFO（先入先出)隊(duì)列Queue，LIFO（后入先出）隊(duì)列LifoQueue，和優(yōu)先級隊(duì)列PriorityQueue。

常用方法：

Queue.qsize() 返回隊(duì)列的大小

Queue.empty() 如果隊(duì)列為空，返回True,反之False

Queue.full() 如果隊(duì)列滿了，返回True,反之False，Queue.full 與 maxsize 大小對應(yīng)

Queue.get(item) 獲取隊(duì)列

Queue.get_nowait() 相當(dāng)于Queue.get(False)，非阻塞方法

Queue.put(item) 寫入隊(duì)列

Queue.task_done() 在完成一項(xiàng)工作之后，Queue.task_done()函數(shù)向任務(wù)已經(jīng)完成的隊(duì)列發(fā)送一個(gè)信號。每個(gè)get()調(diào)用得到一個(gè)任務(wù)，接下來task_done()調(diào)用告訴隊(duì)列該任務(wù)已經(jīng)處理完畢。

Queue.join() 實(shí)際上意味著等到隊(duì)列為空，再執(zhí)行別的操作

Queue隊(duì)列方法主要用于我們的進(jìn)程間的通信。

進(jìn)程中的通信一個(gè)最主要的用途就是用于日后的爬蟲，當(dāng)我們需要爬取5000個(gè)網(wǎng)頁的時(shí)候，我們需要從瀏覽器首頁獲取所有的靜態(tài)資源（檢查網(wǎng)頁代碼），然后再通過內(nèi)容提取來提取出其中的URL（全局資源定位符），比如：www.baidu.com，這就和生產(chǎn)者消費(fèi)者模型很相似。

我們來簡單實(shí)現(xiàn)"生產(chǎn)者消費(fèi)者模型"：

進(jìn)程池-Pool

一、什么是進(jìn)程池？

在程序?qū)嶋H處理問題過程中，忙時(shí)會有成千上萬的任務(wù)需要被執(zhí)行，閑時(shí)可能只有零星任務(wù)。那么在成千上萬個(gè)任務(wù)需要被執(zhí)行的時(shí)候，我們就需要去創(chuàng)建成千上萬個(gè)進(jìn)程么？首先，創(chuàng)建進(jìn)程需要消耗時(shí)間，銷毀進(jìn)程也需要消耗時(shí)間。第二即便開啟了成千上萬的進(jìn)程，操作系統(tǒng)也不能讓他們同時(shí)執(zhí)行，這樣反而會影響程序的效率。因此我們不能無限制的根據(jù)任務(wù)開啟或者結(jié)束進(jìn)程。那么我們要怎么做呢？

進(jìn)程池就是先定義一個(gè)池子，在里面放上固定數(shù)量的進(jìn)程，有需求來了，就拿一個(gè)池中的進(jìn)程來處理任務(wù)，等到處理完畢，進(jìn)程并不關(guān)閉，而是將進(jìn)程再放回進(jìn)程池中繼續(xù)等待任務(wù)。如果有很多任務(wù)需要執(zhí)行，池中的進(jìn)程數(shù)量不夠，任務(wù)就要等待之前的進(jìn)程執(zhí)行任務(wù)完畢歸來，拿到空閑進(jìn)程才能繼續(xù)執(zhí)行。也就是說，池中進(jìn)程的數(shù)量是固定的，那么同一時(shí)間最多有固定數(shù)量的進(jìn)程在運(yùn)行。這樣不會增加操作系統(tǒng)的調(diào)度難度，還節(jié)省了開閉進(jìn)程的時(shí)間，也一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)并發(fā)效果。

二、程序類型

我們的程序有兩種：計(jì)算密集型、IO密集型

計(jì)算密集型：充分利用CPU，多線程可以充分利用多核（適合開啟多進(jìn)程，但不適合開啟很多）

IO密集型：大部分的時(shí)間都在阻塞隊(duì)列，而不是在運(yùn)行狀態(tài)（根本不適合開啟多進(jìn)程）

信號量和多進(jìn)程的處理方式的差異在于，每n個(gè)信號量是同步的，也就是說，如果只設(shè)置了4個(gè)信號量，4個(gè)用戶先搶占了CPU，那剩余的496個(gè)任務(wù)量需要等待前面4個(gè)用戶完成了（100%）之后才能夠繼續(xù)進(jìn)行。而多進(jìn)程是異步的，但是由于計(jì)算機(jī)的CPU有限，采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法進(jìn)行分配工作，所有的進(jìn)程都有機(jī)會同時(shí)開始任務(wù)，但一段（細(xì)微）時(shí)間后，時(shí)間片就會分配給其他進(jìn)程，這樣宏觀上看起來它是同時(shí)進(jìn)行的，但其中涉及到了非常多的計(jì)算機(jī)的進(jìn)程調(diào)度，但是信號量和多進(jìn)程的處理時(shí)間需要視情況而定。

進(jìn)程池在面對這種（做500件衣服）計(jì)算密集型的程序時(shí)具有非常高的效率，使用進(jìn)程池不涉及進(jìn)程調(diào)度，也就不浪費(fèi)時(shí)間，屬于流水線式24h晝夜不息工作模式，做完一件衣服立馬就會接手第二件、第三件......這種方式充分地利用了CPU，不會在創(chuàng)建進(jìn)程、進(jìn)程調(diào)度、銷毀進(jìn)程中浪費(fèi)時(shí)間。

從結(jié)果來看，我們可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)程池的速度與多進(jìn)程和信號量比起來那是相當(dāng)?shù)耐廴?。所以該用哪種方法不用多說了吧。



審核編輯：劉清