队列:先入先出(FIFO)表。
常用操作:
- Enqueue:入队,即将数据写入队列末尾
- Dequeue:出队,即将队列开头的元素从队列中删除并返回
应用场景:
队列通常用来实现消息(任务)的快速读写,即消息队列。消息队列的常用来解决如下问题:
- 提升系统的吞吐量:通过引入消息队列,将不是必须的业务逻辑异步处理,用户请求写入消息队列后即返回响应,而不必等待全部的业务逻辑完成,提高了cpu利用效率。
- 实现应用解耦:用户请求通常是由一系列子业务系统配合完成,引入消息队列,可以避免业务系统间直接的相互调用,从而实现应用解耦,各子系统间相互独立,降低系统复杂度。
- 流量削峰:类似秒杀的活动中,可以通过消息队列控制活动人数,消息队列满后,直接抛弃用户请求,缓解短时间内的高流量对服务器的压力。
- 消息通讯:利用消息队列高效的通讯机制,实现点对点通讯或聊天室。
- 日志处理:日志采集客户端将日志写入消息队列,日志处理服务器从读取消息队列中的日志,解决大量日志传输问题。
实现方式:
- 链表实现:比较简单,不再赘述
- 数组实现:用数组实现一个队列,需要考虑元素出队后,数组位置单元循环利用的问题,即队列的循环数组实现
使用循环数组实现一个队列:
1 from array import array
2
3 class arr_queue(object):
4 def __init__(self, maxsize):
5 self._array = array('i', range(maxsize))
6 self._head = 0
7 self._tail = 0
8 self._length = 0
9 self._maxsize = maxsize
10
11 def enqueue(self, value):
12 if self._length >= self._maxsize:
13 raise Exception('queue is full')
14 self._array[self._tail] = value
15 self._length += 1
16 self._tail += 1
17 if self._tail >= self._maxsize:
18 self._tail = 0
19
20 def dequeue(self):
21 if self._length <= 0:
22 raise Exception('queue is empty')
23 value = self._array[self._head]
24 self._length -= 1
25 self._head += 1
26 if self._head >= self._maxsize:
27 self._head = 0
28 return value
29
30 def __len__(self):
31 return self._length