Python的线程使用队列Queue来改造转账场景
时间：2022-08-23 10:23:28 | 栏目：Python代码 | 点击：次
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。