面试题：Python中Queue模块的常见应用场景及示例

Question

请简述Python中Queue模块通常会在哪些场景下使用，并举例说明如何使用Queue模块实现简单的任务队列，比如假设有一系列数据处理任务，如何利用Queue模块来有序地处理这些任务。

Answer 1

Queue模块使用场景

1. 多线程/多进程协作：在多线程或多进程编程中，用于线程/进程间传递数据，避免数据竞争。例如，一个生产者线程生成数据，多个消费者线程从队列中获取数据进行处理。
2. 任务调度：可以作为任务队列，将任务按顺序放入队列，由工作线程或进程依次处理。
3. 异步处理：当需要异步处理一些任务，而不阻塞主线程时，可使用队列暂存任务，之后由其他线程处理。

使用Queue模块实现简单任务队列示例

import queue
import threading


# 模拟数据处理任务
def process_task(task):
    print(f"Processing task: {task}")


# 消费者线程函数
def consumer(task_queue):
    while True:
        try:
            task = task_queue.get(timeout=1)
            process_task(task)
            task_queue.task_done()
        except queue.Empty:
            break


if __name__ == "__main__":
    task_queue = queue.Queue()
    tasks = [1, 2, 3, 4, 5]

    # 将任务放入队列
    for task in tasks:
        task_queue.put(task)

    # 创建并启动消费者线程
    consumer_thread = threading.Thread(target=consumer, args=(task_queue,))
    consumer_thread.start()

    # 等待所有任务完成
    task_queue.join()

    print("All tasks processed.")

在上述代码中：

1. 首先定义了process_task函数模拟实际的数据处理任务。
2. consumer函数是消费者线程，它不断从队列中获取任务并处理，直到队列为空。
3. 在main部分，创建了任务队列并将任务放入队列，然后启动消费者线程，最后使用task_queue.join()等待所有任务处理完毕。