Python  Asyncio模块实现的生产消费者模型的方法

asyncio的关键字说明

  • event_loop事件循环：程序开启一个无限循环，把一些函数注册到事件循环上，当满足事件发生的时候，调用相应的协程函数
  • coroutine协程：协程对象，指一个使用async关键字定义的函数，它的调用不会立即执行函数，而是会返回一个协程对象，协程对象需要注册到事件循环，由事件循环调用。
  • task任务：一个协程对象就是一个原生可以挂起的函数，任务则是对协程进一步封装，其中包含了任务的各种状态
  • future:代表将来执行或没有执行的任务结果。它和task上没有本质上的区别
  • async/await关键字:async定义一个协程，await用于挂起阻塞的异步调用接口，在python3.4是使用asyncio.coroutine/yield from

在设计模式中，生产消费者模型占有非常重要的地位，这个模型在现实世界中也有很多有意思的对应场景，比如做包子的人和吃包子的人，当两者速度不匹配时，就需要有一个模型来做匹配（偶合），实现做的包子都会依次消费掉。

import asyncio

class ConsumerProducerModel:
  def __init__(self, producer, consumer, queue=asyncio.Queue(), plate_size=6): # the plate holds 6pcs bread
    self.queue = queue
    self.producer = producer
    self.consumer = consumer
    self.plate_size = plate_size

  async def produce_bread(self):
    for i in range(self.plate_size):
      bread = f"bread {i}"
      await asyncio.sleep(0.5) # bread makes faster, 0.5s/pc
      await self.queue.put(bread)
      print(f'{self.producer} makes {bread}')

  async def consume_bread(self):
    while True:
      bread = await self.queue.get()
      await asyncio.sleep(1) # eat slower, 1s/pc
      print(f'{self.consumer} eats {bread}')
      self.queue.task_done()

async def main():
  queue = asyncio.Queue()
  cp1 = ConsumerProducerModel("John", "Grace", queue) # group 1
  cp2 = ConsumerProducerModel("Mike", "Lucy", queue) # group 2

  producer_1 = cp1.produce_bread()
  producer_2 = cp2.produce_bread()

  consumer_1 = asyncio.ensure_future(cp1.consume_bread())
  consumer_2 = asyncio.ensure_future(cp2.consume_bread())

  await asyncio.gather(*[producer_1, producer_2])
  await queue.join()
  consumer_1.cancel()
  consumer_2.cancel()

if __name__ == '__main__':
  loop = asyncio.get_event_loop()
  loop.run_until_complete(main())
  loop.close()

生产消费者模型可以使用多线程和队列来实现，这里选择协程不仅是因为性能不错，而且整个下来逻辑清晰：

1. 先定义初始化的东西，要有个队列，要有生产者，要有消费者，要有装面包的盘子大小；

2. 生产者：根据盘子大小生产出对应的东西（面包），将东西放入盘子（queue）；

3. 消费者：从盘子上取东西，每次取东西都是一个任务，每次任务完成，就标记为task_done（调用函数）。在这个层面，一直循环；

4. 主逻辑：实例化生产消费者模型对象，创建生产者协程，创建任务（ensure_future），收集协程结果，等待所有线程结束（join），手动取消两个消费者协程；

5. 运行：首先创建事件循环，然后进入主逻辑，直到完成，关闭循环。

到此这篇关于Python Asyncio模块实现的生产消费者模型的方法的文章就介绍到这了,更多相关Python生产消费者模型内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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