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Python的線程使用隊列Queue來改造轉賬場景_python

作者：雷學委 ? 更新時間： 2022-04-28 編程語言

前篇我們了隊列Queue和轉賬場景這次趁熱學委展示一下使用隊列解決轉賬場景的問題。

一、看看轉賬場景的問題

前面有兩篇文章展示了轉賬反復讀寫amount，導致結果出錯。

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

# amount為負數即是轉出金額
def transfer(money):
? ? for i in range(100000):
? ? ? ? xuewei_account['amount'] = xuewei_account['amount'] + money

我們前幾篇使用多個線程反復轉長：+1和-1。

按常理，結果應該仍舊是100.

這個是全部代碼：

import random
import threading
import datetime
import time

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


# amount為負數即是轉出金額
def transfer(money):
? ? for i in range(100000):
? ? ? ? xuewei_account['amount'] = xuewei_account['amount'] + money


# 創建20個任務重復給學委賬戶轉賬
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("活躍線程數:", threading.active_count())
print("活躍線程:", threading.current_thread().name)
print("學委賬戶余額：", xuewei_account)

等待所有轉賬線程運行結束，我們看到結果是錯誤的：

二、這種問題怎么使用隊列來解決呢？

前面說了，多線程反復讀寫共享數據，是問題的根源。

改代碼為同步互斥模式，保證任意一個時間一個線程更新共享數據，那么問題就解決了。（這前面也展示了，用的是Lock鎖的方案）

這個能怎么用隊列呢？

可以先思考10秒，根據學習到的加鎖和隊列的特性，想想這個怎么做。

好，答案現在揭曉：

Queue這個隊列有多個函數，一個是put函數，一個是get函數。

一個負責放入數據到隊尾，一個可以從對頭取出元素。

剛好適合轉賬業務，我們是不是可以把每次轉賬操作變成一個一個指令/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個線程，每個10萬次數據讀寫，共200萬個事件。

所以我們可以把這個事情轉換為：200萬個轉賬事件。

因為Queue是線程安全的，所以我們可以并發200萬次轉賬，另外交給一線程進行轉賬處理。

這樣就保證每次只有一個線程對xuewei_account學委賬戶進行讀寫。

改造，使用隊列來解決問題

展示代碼：

import random
import threading
import datetime
import time
import queue

q = queue.Queue()

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


# amount為負數即是轉出金額
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監控", target=monitor_q)
q_thread.start()
# 創建20個任務重復給學委賬戶轉賬
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="處理轉賬專線", target=handle_amount)
vip_thread.start()

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

print("-" * 16)
print("活躍線程數:", threading.active_count())
print("活躍線程:", threading.current_thread().name)
print("學委賬戶余額：", xuewei_account)

這里運行了多個線程執行轉賬（發送轉賬金額進隊列）。

然后運行一個vip通道（單獨線程）處理學委賬戶的轉賬業務。

同時也運行了一個監控隊列的線程，每隔一段時間打印隊列的任務情況。

下面是運行結果，運行幾次結果都是正確的。

運行幾次最終賬戶余額都是100， 改造成功。

三、總結

本篇學委分享了線程安全的隊列Queue解決并發轉賬問題。

其實代碼還可以再度優化的，為了控制篇幅，代碼也不少，希望讀者朋友們能夠先看熟學會，掌握隊列的使用。

原文鏈接：https://levin.blog.csdn.net/article/details/122052853

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