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Python 队列在并发中的作用

冷漠man

冷漠man

发布时间:2026-01-22 14:05:26

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来源于php中文网

原创

Python队列核心价值是避免竞态条件、简化同步逻辑、解耦生产者与消费者;queue.Queue线程安全,multiprocessing.Queue支持进程通信,需注意阻塞、task_done()调用及qsize()不可靠等陷阱。

python 队列在并发中的作用

Python 队列(queue.Queue 及其变种)在并发编程中主要解决线程/进程间安全的数据传递问题,核心价值是**避免竞态条件、简化同步逻辑、解耦生产者与消费者**。

线程安全的通信管道

普通列表或 deque 在多线程环境下读写需要手动加锁,容易出错。queue.Queue 内部已用 threading.Lockthreading.Condition 封装,所有操作(put()get()qsize() 等)天然线程安全。

  • put(item)get() 默认阻塞,自动处理“队列空/满”时的等待与唤醒
  • put_nowait()get_nowait() 提供非阻塞版本,抛出 queue.Emptyqueue.Full
  • 适合在 threading.Thread 中作为共享缓冲区,无需额外同步原语

协调生产者-消费者模型

这是队列最典型的并发场景:多个线程分别负责生成任务和执行任务,通过队列解耦两者节奏。

  • 生产者线程调用 queue.put(task),不关心谁消费、何时消费
  • 消费者线程调用 queue.get(),不关心任务从哪来、何时产生
  • queue.task_done()queue.join() 支持任务完成确认与等待全部处理完毕
  • 例如:爬虫中一个线程抓取URL并入队,多个解析线程从队列取URL处理

跨进程数据传递(需配合 multiprocessing)

标准 queue.Queue 不支持进程间共享。但 multiprocessing.Queue 提供了类似接口的进程安全队列,底层基于管道(pipe)或共享内存实现。

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  • 用法与线程版高度一致:put()get()empty()
  • 注意:对象必须可序列化(pickleable),否则会报错
  • 适用于 multiprocessing.Process 场景,如 CPU 密集型任务分发

避免常见陷阱

队列不是万能的,误用反而引发死锁或资源耗尽。

  • 不要在主线程中无限制 put() 而不消费,可能因队列满而永久阻塞(除非设 maxsize 或用 put_nowait
  • 使用 join() 前务必对每个成功 get() 的任务调用 task_done(),否则 join() 永不返回
  • qsize() 在多线程下不可靠(仅作参考),不应依赖它做逻辑判断
  • 异步场景(asyncio)应使用 asyncio.Queue,而非标准 queue.Queue

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