Python多进程Queue队列：如何避免Ping Pong输出数量超出预期？

Python多进程Queue队列及常见问题：Ping Pong示例的改进

在学习Python多进程编程时，使用multiprocessing.Queue队列可能会遇到一些棘手的问题。例如，经典的Ping-Pong程序中，输出结果常常超出预期。

问题：

许多教程中的Ping-Pong示例代码，使用两个进程分别输出“Ping”和“Pong”，但实际输出数量往往大于预期的次数（例如，预期10次，却输出更多）。

原因分析及解决方案：

问题根源在于对队列q.get()方法的理解和使用不当。 如果在获取队列元素后没有及时处理或从队列中移除该元素，则多个进程可能会重复读取同一个元素，导致输出结果错误。

下述代码展示了改进后的Ping-Pong程序：

from multiprocessing import Process, Queue
from time import sleep
from os import getpid

def sub_task(name, q):
    for i in range(5):  # 每个进程循环5次
        c = q.get()  # 从队列中获取元素
        print(f"Process {getpid()}({name}): {c}")
        q.task_done()  # 通知队列任务已完成

if __name__ == '__main__':
    q = Queue()
    for i in range(10):  # 向队列中放入10个元素
        q.put(i)

    p1 = Process(target=sub_task, args=('Ping', q))
    p2 = Process(target=sub_task, args=('Pong', q))

    p1.start()
    p2.start()

    q.join()  # 等待所有任务完成

    p1.join()
    p2.join()

    print("All processes finished.")

此代码通过q.task_done()方法通知队列任务已完成，并使用q.join()阻塞主进程，直到所有任务完成，从而避免了多个进程重复读取队列元素的问题，确保了Ping-Pong输出数量准确无误。 这比简单的c = q.get()后直接使用c变量更可靠，避免了潜在的竞争条件。

此改进后的版本更清晰地展示了如何正确使用multiprocessing.Queue，避免了常见的错误，并提供了更健壮的多进程程序。