В чем разница между queue.Queue и collections.deque в Python

Основное различие заключается в их назначении и потокобезопасности: collections.deque — это быстрая структура данных, а queue.Queue — это потокобезопасный класс для организации взаимодействия между потоками.

collections.deque (Double-Ended Queue)

Это обобщение стеков и очередей, которое поддерживает быструю вставку и удаление элементов с обоих концов.

• Назначение: Эффективная реализация очереди или стека в рамках одного потока.
• Производительность: Операции append, appendleft, pop, popleft имеют сложность O(1).
• Потокобезопасность: Не является потокобезопасной. При использовании в многопоточной среде требуется внешняя синхронизация (например, с помощью threading.Lock).

Пример:

from collections import deque

# Создаем deque
d = deque(["b", "c", "d"])

# Добавляем элементы
d.append("e")      # deque(['b', 'c', 'd', 'e'])
d.appendleft("a")  # deque(['a', 'b', 'c', 'd', 'e'])

# Удаляем элементы
right_item = d.pop()       # 'e'
left_item = d.popleft()  # 'a'

print(d) # deque(['b', 'c', 'd'])

queue.Queue

Это класс, специально разработанный для безопасного обмена данными между несколькими потоками (паттерн "производитель-потребитель").

• Назначение: Межпоточное взаимодействие.
• Потокобезопасность: Является потокобезопасной. Все операции (put, get) атомарны и используют внутренние блокировки.
• Поведение: Методы put() и get() могут блокировать поток, если очередь полна или пуста соответственно, что упрощает синхронизацию.

Пример (концептуальный):

import queue
import threading

q = queue.Queue()

# Поток-производитель
def producer():
    for i in range(5):
        q.put(f"item-{i}") # Безопасно добавляет элемент

# Поток-потребитель
def consumer():
    while True:
        item = q.get() # Блокируется, пока очередь непуста
        if item is None:
            break
        print(f"Processing {item}")
        q.task_done()

# Запуск потоков (упрощенно)
# ...

Итог:

• Используйте deque для быстрых операций с последовательностями в однопоточном коде.
• Используйте queue.Queue для организации безопасной коммуникации в многопоточных приложениях.