queue --- 동기화된 큐 클래스

소스 코드: Lib/queue.py

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queue 모듈은 다중 생산자, 다중 소비자 큐를 구현합니다. 정보가 여러 스레드 간에 안전하게 교환되어야 할 때 스레드 프로그래밍에서 특히 유용합니다. 이 모듈의 Queue 클래스는 필요한 모든 로킹 개념을 구현합니다.

모듈은 항목을 꺼내는 순서 만 다른 3가지 유형의 큐를 구현합니다. FIFO 큐에서는, 추가된 첫 번째 작업이 처음으로 꺼내지는 작업입니다. LIFO 큐에서는, 가장 최근에 추가된 항목이 처음으로 꺼내지는 항목입니다 (스택처럼 작동합니다). 우선순위(priority) 큐에서는, 항목이 정렬된 상태로 유지되고 (heapq 모듈을 사용합니다) 가장 낮은 값을 갖는 항목이 먼저 꺼내집니다.

내부적으로, 이러한 3가지 유형의 큐는 록을 사용하여 경쟁 스레드를 일시적으로 블록합니다; 그러나, 스레드 내에서의 재진입을 처리하도록 설계되지는 않았습니다.

또한, 이 모듈은 "간단한" FIFO 큐 유형인 SimpleQueue를 구현합니다. 이 특정 구현은 작은 기능을 포기하는 대신 추가 보장을 제공합니다.

flowdas

포기하는 작은 기능은 작업 추적과 관련한 기능입니다. 즉 SimpleQueue는 Queue.task_done(), Queue.join() 과 호환되는 메서드를 제공하지 않습니다.

추가하는 보장은 재진입성(reentrancy)입니다. 자세한 내용은 SimpleQueue.put()의 구현 상세 설명을 참조하십시오.

queue 모듈은 다음 클래스와 예외를 정의합니다:

class queue.Queue(maxsize=0)

FIFO 큐의 생성자. maxsize는 큐에 배치할 수 있는 항목 수에 대한 상한을 설정하는 정수입니다. 일단, 이 크기에 도달하면, 큐 항목이 소비될 때까지 삽입이 블록 됩니다. maxsize가 0보다 작거나 같으면, 큐 크기는 무한합니다.

class queue.LifoQueue(maxsize=0)

LIFO 큐의 생성자. maxsize는 큐에 배치할 수 있는 항목 수에 대한 상한을 설정하는 정수입니다. 일단, 이 크기에 도달하면, 큐 항목이 소비될 때까지 삽입이 블록 됩니다. maxsize가 0보다 작거나 같으면, 큐 크기는 무한합니다.

class queue.PriorityQueue(maxsize=0)

우선순위 큐의 생성자. maxsize는 큐에 배치할 수 있는 항목 수에 대한 상한을 설정하는 정수입니다. 일단, 이 크기에 도달하면, 큐 항목이 소비될 때까지 삽입이 블록 됩니다. maxsize가 0보다 작거나 같으면, 큐 크기는 무한합니다.

가장 낮은 값을 갖는 항목이 먼저 꺼내집니다 (가장 낮은 값을 갖는 항목은 sorted(list(entries))[0] 에 의해 반환되는 항목입니다). 항목의 전형적인 패턴은 (priority_number, data) 형식의 튜플입니다.

data 요소를 비교할 수 없으면, 데이터는 데이터 항목을 무시하고 우선순위 숫자만 비교하는 클래스로 감쌀 수 있습니다:

from dataclasses import dataclass, field
from typing import Any

@dataclass(order=True)
class PrioritizedItem:
    priority: int
    item: Any=field(compare=False)

class queue.SimpleQueue

상한 없는 FIFO 큐의 생성자. 단순 큐에는 작업 추적과 같은 고급 기능이 없습니다.

버전 3.7에 추가.

exception queue.Empty

비 블로킹 get()(또는 get_nowait())이 비어있는 Queue 객체에 호출될 때 발생하는 예외.

exception queue.Full

비 블로킹 put()(또는 put_nowait())이 가득 찬 Queue 객체에 호출될 때 발생하는 예외.

큐 객체

큐 객체(Queue, LifoQueue 또는 PriorityQueue)는 아래에 설명된 공용 메서드를 제공합니다.

Queue.qsize()

큐의 대략의 크기를 돌려줍니다. 주의하십시오, qsize() > 0 은 후속 get()이 블록 되지 않는다는 것을 보장하지 않으며, qsize() < maxsize 도 put()이 블록 되지 않는다고 보장하지 않습니다.

Queue.empty()

큐가 비어 있으면 True를, 그렇지 않으면 False를 반환합니다. empty()가 True를 반환하면, put()에 대한 후속 호출이 블록 되지 않는다고 보장하는 것은 아닙니다. 마찬가지로 empty()가 False를 반환하면, get()에 대한 후속 호출이 블록 되지 않는다고 보장하는 것은 아닙니다.

Queue.full()

큐가 가득 차면 True를, 그렇지 않으면 False를 반환합니다. full()이 True를 반환하면, get()에 대한 후속 호출이 블록 되지 않는다고 보장하는 것은 아닙니다. 마찬가지로 full()이 False를 반환하면, put()에 대한 후속 호출이 블록 되지 않는다고 보장하는 것은 아닙니다.

Queue.put(item, block=True, timeout=None)

큐에 item을 넣습니다. 선택적 인자 block이 참이고 timeout이 None(기본값)이면, 사용 가능한 슬롯이 확보될 때까지 필요하면 블록합니다. timeout이 양수면, 최대 timeout 초 동안 블록하고 그 시간 내에 사용 가능한 슬롯이 없으면 Full 예외가 발생합니다. 그렇지 않으면 (block이 거짓), 빈 슬롯이 즉시 사용할 수 있으면 큐에 항목을 넣고, 그렇지 않으면 Full 예외를 발생시킵니다 (이때 timeout은 무시됩니다).

Queue.put_nowait(item)

put(item, False)와 동등합니다.

Queue.get(block=True, timeout=None)

큐에서 항목을 제거하고 반환합니다. 선택적 인자 block이 참이고 timeout이 None(기본값)이면, 항목이 사용 가능할 때까지 필요하면 블록합니다. timeout이 양수면, 최대 timeout 초 동안 블록하고 그 시간 내에 사용 가능한 항목이 없으면 Empty 예외가 발생합니다. 그렇지 않으면 (block이 거짓), 즉시 사용할 수 있는 항목이 있으면 반환하고, 그렇지 않으면 Empty 예외를 발생시킵니다 (이때 timeout은 무시됩니다).

POSIX 시스템에서 3.0 이전에서, 윈도우의 모든 버전에서, block이 참이고 timeout이 None이면, 이 연산은 하부 록에 대한 중단되지 않는(uninterruptible) 대기로 들어갑니다. 이는 어떤 예외도 발생할 수 없음을 뜻하고, 특히 SIGINT가 KeyboardInterrupt를 일으키지 않습니다.

Queue.get_nowait()

get(False)와 동등합니다.

큐에 넣은 작업이 데몬 소비자 스레드에 의해 완전히 처리되었는지를 추적하는 것을 지원하는 두 가지 메서드가 제공됩니다.

Queue.task_done()

앞서 큐에 넣은 작업이 완료되었음을 나타냅니다. 큐 소비자 스레드에서 사용됩니다. 작업을 꺼내는 데 사용되는 get()마다, 후속 task_done() 호출은 작업에 대한 처리가 완료되었음을 큐에 알려줍니다.

join()이 현재 블로킹 중이면, 모든 항목이 처리되면 (큐로 put() 된 모든 항목에 대해 task_done() 호출이 수신되었음을 뜻합니다) 재개됩니다.

큐에 있는 항목보다 더 많이 호출되면 ValueError를 발생시킵니다.

Queue.join()

큐의 모든 항목을 꺼내서 처리할 때까지 블록합니다.

완료되지 않은 작업 카운트는 항목이 큐에 추가될 때마다 올라갑니다. 소비자 스레드가 task_done()을 호출해서 항목을 꺼내고 작업이 모두 완료되었음을 나타낼 때마다 카운트가 내려갑니다. 완료되지 않은 작업 카운트가 0으로 떨어지면, join()이 블록 해제됩니다.

큐에 포함된 작업이 완료될 때까지 대기하는 방법의 예:

import threading, queue

q = queue.Queue()

def worker():
    while True:
        item = q.get()
        print(f'Working on {item}')
        print(f'Finished {item}')
        q.task_done()

# 작업자 스레드를 켭니다
threading.Thread(target=worker, daemon=True).start()

# 작업자에게 30개의 작업 요청을 보냅니다
for item in range(30):
    q.put(item)
print('All task requests sent\n', end='')

# 모든 작업이 완료될 때까지 블록합니다
q.join()
print('All work completed')

SimpleQueue 객체

flowdas

SimpleQueue는 Queue를 상속하지 않는 별도의 클래스입니다. 재진입성이 꼭 필요할 때 사용되는, 특수 목적의 대체 구현입니다.

SimpleQueue 객체는 아래에서 설명하는 공용 메서드를 제공합니다.

SimpleQueue.qsize()

큐의 대략의 크기를 돌려줍니다. 주의하십시오, qsize() > 0 은 후속 get()이 블록 되지 않는다는 것을 보장하지 않습니다.

SimpleQueue.empty()

큐가 비어 있으면 True를, 그렇지 않으면 False를 반환합니다. empty()가 False를 반환하면, get()에 대한 후속 호출이 블록 되지 않는다는 것을 보장하지는 않습니다.

SimpleQueue.put(item, block=True, timeout=None)

item을 큐에 넣습니다. 이 메서드는 결코 블록하지 않고 항상 성공합니다 (메모리 할당 실패와 같은 잠재적 저수준 에러 제외). 선택적 인자 block과 timeout은 무시되고 Queue.put()과의 호환성을 위해서만 제공됩니다.

CPython implementation detail: 이 메서드는 재진입 가능한 C 구현입니다. 즉, put()이나 get() 호출은 데드록이나 큐의 내부 상태를 망가뜨리지 않고 같은 스레드에서의 put() 호출에 의해 인터럽트 될 수 있습니다. 이것은 __del__ 메서드와 같은 파괴자나 weakref 콜백에서 사용하기에 적합합니다.

SimpleQueue.put_nowait(item)

put(item)과 동등합니다, Queue.put_nowait()와의 호환성을 위해 제공됩니다.

SimpleQueue.get(block=True, timeout=None)

큐에서 항목을 제거하고 반환합니다. 선택적 인자 block이 참이고 timeout이 None(기본값)이면, 항목이 사용 가능할 때까지 필요하면 블록합니다. timeout이 양수면, 최대 timeout 초 동안 블록하고 그 시간 내에 사용 가능한 항목이 없으면 Empty 예외가 발생합니다. 그렇지 않으면 (block이 거짓), 즉시 사용할 수 있는 항목이 있으면 반환하고, 그렇지 않으면 Empty 예외를 발생시킵니다 (이때 timeout은 무시됩니다).

SimpleQueue.get_nowait()

get(False)와 동등합니다.

더 보기

multiprocessing.Queue 클래스

(다중 스레드 대신) 다중 프로세스 문맥에서 사용하기 위한 큐 클래스.

collections.deque는 록을 필요로하지 않고 인덱싱을 지원하는 빠른 원자적 append()와 popleft() 연산을 제공하는 크기 제한 없는 큐의 대체 구현입니다.