面试题：Python 生产者 - 消费者问题之基础实现

Question

请使用 Python 的 `queue` 模块实现一个简单的生产者 - 消费者模型，生产者每隔1秒生成一个数字并放入队列，消费者从队列中取出数字并打印，同时处理可能出现的队列满和队列空的情况。

Answer 1

import queue
import threading
import time


def producer(q):
    num = 0
    while True:
        try:
            q.put(num, block=True, timeout=1)
            print(f"生产者放入: {num}")
            num += 1
            time.sleep(1)
        except queue.Full:
            print("队列已满，等待队列有空余位置...")


def consumer(q):
    while True:
        try:
            item = q.get(block=True, timeout=1)
            print(f"消费者取出: {item}")
            q.task_done()
        except queue.Empty:
            print("队列为空，等待新数据...")


if __name__ == "__main__":
    q = queue.Queue(maxsize=5)
    producer_thread = threading.Thread(target=producer, args=(q,))
    consumer_thread = threading.Thread(target=consumer, args=(q,))

    producer_thread.start()
    consumer_thread.start()

    producer_thread.join()
    consumer_thread.join()

上述代码使用queue模块实现了一个简单的生产者 - 消费者模型：

1. 生产者函数producer：
   • 不断生成数字并尝试放入队列q，每次放入后等待1秒。
   • 使用try - except捕获queue.Full异常，当队列满时打印提示信息并等待。
2. 消费者函数consumer：
   • 不断从队列q中取出数据并打印，使用try - except捕获queue.Empty异常，当队列为空时打印提示信息并等待。
   • 使用q.task_done()通知队列任务已完成。
3. 主程序：
   • 创建一个最大容量为5的队列q。
   • 分别创建生产者线程和消费者线程并启动，最后等待两个线程结束。