python 非阻塞输入

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mob649e815d334b 2024-10-30 03:10:37 ©著作权

文章标签 非阻塞 Python 甘特图 文章分类 Python 后端开发

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Python 非阻塞输入的实现

在许多应用场景中，我们可能希望能够同时处理用户输入和程序的其他任务。这时候，非阻塞输入就显得尤为重要。在本文中，我们将探讨如何在 Python 中实现非阻塞输入，并提供代码示例来帮助你理解。

什么是非阻塞输入？

非阻塞输入允许程序在等待用户输入的同时，继续执行其他任务。传统的阻塞输入方式会暂停程序的执行，直到用户提供输入。这可能导致应用程序在等待输入时变得无响应，特别是在需要处理多个任务的时候。

Python 实现非阻塞输入的方法

要实现非阻塞输入，常见的方式是使用 threading 模块结合简单的输入机制。下面我们将通过一个示例来展示如何使用 Python 的 threading 和 queue 模块实现非阻塞输入。

示例代码

import threading
import queue
import time

# 创建一个队列来存放用户输入
input_queue = queue.Queue()

def get_input():
    while True:
        user_input = input("请您输入内容 (输入 'exit' 退出): ")
        input_queue.put(user_input)
        if user_input.lower() == 'exit':
            break

def main_task():
    while True:
        # 模拟长时间运行的任务
        print("主任务正在进行中...")
        time.sleep(1)
        
        # 检查是否有新输入
        while not input_queue.empty():
            command = input_queue.get()
            print(f"收到的输入: {command}")
            if command.lower() == 'exit':
                print("退出程序.")
                return

if __name__ == "__main__":
    # 创建和启动输入线程
    input_thread = threading.Thread(target=get_input)
    input_thread.daemon = True  # 使输入线程在主线程退出时自动退出
    input_thread.start()

    # 执行主任务
    main_task()

代码解析

在上面的代码中，我们创建了两个线程：一个用于获取用户输入，另一用于执行主任务。使用队列 input_queue 来存储用户输入，确保线程安全。

get_input 函数持续等待用户输入并将其放入队列。
main_task 函数包含了程序的主任务。我们模拟了一个长时间运行的任务，并在每次循环中检查是否有新的输入。

甘特图

接下来，我们将用甘特图展示我们程序的任务执行时间。

gantt
    title Python非阻塞输入任务
    dateFormat  HH:mm
    section 输入线程
    用户输入         :a1, 00:00, 00:10
    section 主任务
    主任务运行       :after a1  , 00:10, 02:00

这个甘特图展示了输入任务和主任务的执行时序，表明它们是并行运行的。

类图

为了更好地理解我们的设计，我们将使用类图来展示代码中的结构。

classDiagram
    class InputThread {
        +get_input()
    }
    class MainTask {
        +main_task()
    }
    class InputQueue {
        +put()
        +get()
        +empty()
    }
    
    InputThread --> InputQueue : uses
    MainTask --> InputQueue : checks

在这个类图中，我们可以看到 InputThread 类和 MainTask 类如何通过 InputQueue 进行交互。