2.2 线程优先级队列的改进

根据CPython官方的设计理念，Python中并不存在队列这种概念。队列这种概念只是众多Python开发者提出的。在Python中，我们可以把队列简单地理解为一个列表，这个列表中可能会存放相同类型或不同类型的数据或Python对象。结合队列的概念，这个列表中每一个元素都是队列需要执行的任务，列表的总大小就是队列需要执行的任务总数量。当我们将队列中的元素全部修改为Python线程对象时，队列可以称为Python线程队列。当需要使用Python中的额外线程时，我们只需要从Python线程队列中取一个Python线程对象即可。

每一个线程对象，不管是Java线程对象还是Python线程对象，都具备优先级这一特性。线程的优先级被封装在线程对象中，以线程对象中一个属性的形式存在。当我们初始化一个Python线程之后，其线程对象就已经具备线程优先级的属性，只不过这个线程对象的优先级属性的值是通过Python虚拟机进行设置的。Python线程对象的优先级属性默认是不开启的，当我们需要用到时可手动设置开启。当我们把多个开启优先级属性的Python线程对象放入一个队列，该队列就可以被称为线程优先级队列了。

在Python 2.7.18中，定义一个线程优先级队列的方式如下所示。

在Python 3.9.13中，定义一个线程优先级队列的方式如下所示。

通过对比可以看出，无论Python 2版本还是Python 3版本，创建线程优先级队列的方式本质上还是没有很大差别，都需要先引入相应的库，之后从库中获取线程优先级队列。在Python 2中，线程优先级队列位于Queue库，以PriorityQueue类的形式存在；在Python3中，线程优先级队列位于queue库，以PriorityQueue类的形式存在。线程优先级队列所在的库是一样的，只是在Python 2中，Queue的首字母大写了，而在Python 3中全是小写。无论在Python 2还是Python 3中，线程优先级队列会始终遵循优先级数字越小，执行优先级越高的原则。在上述代码片段中，pQueue都是线程优先级队列，笔者使用put方法将元组中的元素放入线程优先级队列，其中，传入元组中元素的第一个参数表示优先级大小，第二个元素表示传入线程优先级队列的真实元素。传入的优先级数字越小，则pQueue就会优先执行该元素。

从微观上来说，Python 3版本中的线程优先级队列较Python 2版本中的线程优先级队列都有哪些改进呢？笔者对Python 2和Python 3（这里以Python 3.9.13版本为例）中PriorityQueue类的组成结构绘制了思维导图，分别如图2-5和图2-6所示。

通过对比图2-5、图2-6可以发现，Python 3版本中的PriorityQueue类比Python 2版本中的PriorityQueue类多了3个内置方法，并没有在线程优先级队列的底层实现上做出性能改进和优化。