Python的线程使用队列Queue来改造转账场景

目录

• 一、看看转账场景的问题
• 二、这种问题怎么使用队列来解决呢？
• 三、总结

前篇我们了队列Queue和转账场景这次趁热学委展示一下使用队列解决转账场景的问题。

一、看看转账场景的问题

前面有两篇文章展示了转账反复读写amount，导致结果出错。

xuewei_account = dict()
xuewei_account['amount'] = 100

# amount为负数即是转出金额
def transfer(money):
    for i in range(100000):
        xuewei_account['amount'] = xuewei_account['amount'] + money

我们前几篇使用多个线程反复转长：+1和-1。

按常理，结果应该仍旧是100.

这个是全部代码：

import random
import threading
import datetime
import time

xuewei_account = dict()
xuewei_account['amount'] = 100

# amount为负数即是转出金额
def transfer(money):
    for i in range(100000):
        xuewei_account['amount'] = xuewei_account['amount'] + money

# 创建20个任务重复给学委账户转账
threads = []
for i in range(10):
    t1 = threading.Thread(target=lambda: transfer(-1))
    threads.append(t1)
    t2 = threading.Thread(target=lambda: transfer(1))
    threads.append(t2)

for t in threads:
    t.start()
for t in threads:
    t.join()

print("-" * 16)
print("活跃线程数:", threading.active_count())
print("活跃线程:", threading.current_thread().name)
print("学委账户余额：", xuewei_account)

等待所有转账线程运行结束，我们看到结果是错误的：

二、这种问题怎么使用队列来解决呢？

前面说了，多线程反复读写共享数据，是问题的根源。

改代码为同步互斥模式，保证任意一个时间一个线程更新共享数据，那么问题就解决了。（这前面也展示了，用的是Lock锁的方案）

这个能怎么用队列呢？

可以先思考10秒，根据学习到的加锁和队列的特性，想想这个怎么做。

好，答案现在揭晓：

Queue这个队列有多个函数，一个是put函数，一个是get函数。

一个负责放入数据到队尾，一个可以从对头取出元素。

刚好适合转账业务，我们是不是可以把每次转账操作变成一个一个指令/事件。 比如下面的：

event(amount=1,acount=xuewei_account)
....
event(amount=-1,acount=xuewei_account)
....
event(amount=1,acount=xuewei_account)
....
event(amount=-1,acount=xuewei_account)

20个线程，每个10万次数据读写，共200万个事件。

所以我们可以把这个事情转换为：200万个转账事件。

因为Queue是线程安全的，所以我们可以并发200万次转账，另外交给一线程进行转账处理。

这样就保证每次只有一个线程对xuewei_account学委账户进行读写。

改造，使用队列来解决问题

展示代码：

import random
import threading
import datetime
import time
import queue

q = queue.Queue()

xuewei_account = dict()
xuewei_account['amount'] = 100

# amount为负数即是转出金额
def transfer(money):
    for i in range(100000):
        q.put(money)

def handle_amount():
    while not q.empty():
        amount = q.get()
        xuewei_account['amount'] += amount

def monitor_q():
    counter = 0
    time.sleep(3)
    while counter < 1000 and not q.empty():
        print("q size:", q.qsize())
        time.sleep(3)
        counter+=1

q_thread = threading.Thread(name="Q监控", target=monitor_q)
q_thread.start()
# 创建20个任务重复给学委账户转账
threads = []
for i in range(10):
    t1 = threading.Thread(target=lambda: transfer(-1))
    threads.append(t1)
    t2 = threading.Thread(target=lambda: transfer(1))
    threads.append(t2)

for t in threads:
    t.start()

vip_thread = threading.Thread(name="处理转账专线", target=handle_amount)
vip_thread.start()

for t in threads:
    t.join()
vip_thread.join()

print("-" * 16)
print("活跃线程数:", threading.active_count())
print("活跃线程:", threading.current_thread().name)
print("学委账户余额：", xuewei_account)

这里运行了多个线程执行转账（发送转账金额进队列）。

然后运行一个vip通道（单独线程）处理学委账户的转账业务。

同时也运行了一个监控队列的线程，每隔一段时间打印队列的任务情况。

下面是运行结果，运行几次结果都是正确的。

运行几次最终账户余额都是100， 改造成功。

三、总结

本篇学委分享了线程安全的队列Queue解决并发转账问题。

其实代码还可以再度优化的，为了控制篇幅，代码也不少，希望读者朋友们能够先看熟学会，掌握队列的使用。

到此这篇关于Python的线程使用队列来改造转账场景的文章就介绍到这了,更多相关Python使用队列来改造转账场景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！