サンプル・プログラム
待ち行列と Pythonによるキュー構造
0009: from collections import deque
0010: import sys, time, threading
0011:
0012: """
0013: * キューにIDを1つ追加する
0014: * @global deque Queキュー
0015: * @paramなし
0016: * @returnなし
0017: """
0018: def pushID():
0019: global Que
0020: id = 1 #IDの初期値
0021: for i in range(10):
0022: time.sleep(1.0) #1.0秒待ち
0023: Que.append(id) #キューに追加
0024: sys.stdout.write("追加:{0:2d}".format(id))
0025: sys.stdout.write(" - 残り:{}\n".format(list(Que)))
0026: id += 1
0027: return(0)
0028:
0029: """
0030: * キューからIDを1つ取り出し処理する
0031: * @global deque Queキュー
0032: * @paramなし
0033: * @returnなし
0034: """
0035: def popID():
0036: global Que
0037: for i in range(10):
0038: time.sleep(1.5) #1.5秒待ち
0039: id = Que.popleft() #キューから取り出し
0040: sys.stdout.write("処理:{0:2d}".format(id))
0041: sys.stdout.write(" - 残り:{}\n".format(list(Que)))
0042: return(0)
0043:
0044: # メイン・プログラム ======================================================
0045: # キューを用意
0046: global Que
0047: Que = deque([])
0048:
0049: sys.stdout.write("\n")
0050:
0051: # スレッドを用意
0052: th1 = threading.Thread(target=pushID)
0053: th2 = threading.Thread(target=popID)
0054:
0055: # スレッド開始
0056: th1.start()
0057: th2.start()
プログラムの実行結果は左図の通りである。
先に入れたIDが、先に取り出されて処理されてゆく様子が分かる。
C++によるキュー構造
0009: #include <iostream>
0010: #include <iomanip>
0011: #include <unistd.h>
0012: #include <sstream>
0013: #include <thread>
0014: #include <deque>
0015:
0016: using namespace std;
0017:
0018: deque<int> *Que; //キューを用意
0019:
0020: /**
0021: * キューの内容を成形して返す
0022: * @param dequeキュー
0023: * @return string整形した文字列
0024: **/
0025: string listQue(deque<int> *que) {
0026: ostringstream res;
0027: int i = 0;
0028: res << "[ ";
0029: for (deque<int>::iterator itc = que->begin(); itc != que->end(); itc++) {
0030: if (i != 0) res << ", ";
0031: res << *itc;
0032: i++;
0033: }
0034: res << " ]";
0035: return res.str();
0036: }
0037:
0038: /**
0039: * キューにIDを1つ追加する
0040: * @global deque Queキュー
0041: * @paramなし
0042: * @returnなし
0043: **/
0044: void pushID(void) {
0045: int id = 1; //IDの初期値
0046: for (int i = 0; i < 10; i++) {
0047: usleep(1000000); //1.0秒待ち
0048: Que->push_back(id); //末尾に追加
0049: cout << "追加:" << setw(2) << id;
0050: cout << " - 残り:" << listQue(Que) << endl;
0051: id++;
0052: }
0053: }
0054:
0055: /**
0056: * キューからIDを1つ取り出し処理する
0057: * @global deque Queキュー
0058: * @paramなし
0059: * @returnなし
0060: **/
0061: void popID(void) {
0062: for (int i = 0; i < 10; i++) {
0063: usleep(1500000); //1.5秒待ち
0064: int id = *Que->begin(); //先頭から取り出す
0065: Que->pop_front(); //先頭を削除
0066: cout << "処理:" << setw(2) << id;
0067: cout << " - 残り:" << listQue(Que) << endl;
0068: }
0069: }
0070:
0071: // メイン・プログラム ======================================================
0072: int main() {
0073: Que = new deque<int>; //キューの実体
0074: cout << endl;
0075:
0076: //スレッドを用意
0077: thread th1(pushID);
0078: thread th2(popID);
0079:
0080: //スレッド完了を待つ
0081: th1.join();
0082: th2.join();
0083:
0084: return (0);
0085: }
クラス deque の内容を表示するメソッドは用意されていないので、関数 listQue として用意した。
それ以外は、Pythonプログラム "dt03-31-01.py" をほぼそのまま移植した。
なお、g++でコンパイルする場合は、マルチスレッドのためのオプション -pthread をお忘れ無く。
PHPによるキュー構造
1034: class pahooQue {
1035: var $plist; //キューの実体としての配列
1036: var $error, $errmsg; //エラーフラグ，エラーメッセージ
1037:
1038: /**
1039: * コンストラクタ
1040: * @paramなし
1041: * @returnなし
1042: */
1043: function __construct() {
1044: $this->error = FALSE;
1045: $this->errmsg = '';
1046: $this->plist = new pahooList();
1047: }
1048:
1049: /**
1050: * デストラクタ
1051: * @paramなし
1052: * @returnなし
1053: */
1054: function __destruct() {
1055: $this->plist = NULL;
1056: }
1057:
1058: /**
1059: * キューに要素を1つ追加する
1060: * @param object $data 追加する要素
1061: * @returnなし
1062: */
1063: function push($data) {
1064: $this->plist->append($data);
1065: $this->error = $this->plist->error;
1066: $this->errmsg = $this->plist->errmsg;
1067: return (! $this->error);
1068: }
1069:
1070: /**
1071: * キューから要素を1つ取り出す
1072: * @paramなし
1073: * @return object取り出した要素／NULL 要素がない
1074: */
1075: function pop() {
1076: if ($this->len() == 0) {
1077: $this->error = TRUE;
1078: $this->errmsg = 'que: No data';
1079: return NULL;
1080: } else {
1081: $this->plist->moveRoot();
1082: $data = $this->plist->get();
1083: $this->plist->delete();
1084: return $this->error ? NULL : $data;
1085: }
1086: }
1087:
1088: /**
1089: * キューに残っている要素数を数える
1090: * @paramなし
1091: * @return intキューの要素数
1092: */
1093: function len() {
1094: return $this->plist->len();
1095: }
1096:
1097: /**
1098: * リストの内容を成形して返す
1099: * @paramなし
1100: * @return stringリストの内容
1101: */
1102: function list() {
1103: return $this->plist->list();
1104: }
1105:
1106: // End of Class
1107: }
キューから要素を取り出すには、リストの root から取り出し、これを削除すればいいから、pahooList::moveRoot] メソッドを使って rootへ移動し、pahooList::get メソッドと、pahooList::delete メソッドを利用する。
キュー構造を実現する pahooQue クラスには、以下のメソッドを用意した。
| メソッド | 機能 |
|---|---|
| push() | キューに要素を1つ追加する。 |
| pop() | キューから要素を1つ取り出す。 |
| len() | キューに残っている要素数を数える。 |
| list() | リストの内容を成形して返す。 |
0011: //データ構造クラス
0012: require_once('pahooDataStructure.php');
0013:
0014: // メイン・プログラム ======================================================
0015: // キューを用意
0016: $que = new pahooQue;
0017:
0018: $id = 1; //IDの初期値
0019: while (TRUE) {
0020: $rd = rand(1, 100);
0021:
0022: //IDを追加（40％の確率）
0023: if (($id <= 10) && ($rd < 40)) {
0024: $que->push($id);
0025: printf("追加:%02d - 残り:%s\n", $id, $que->list());
0026: $id++;
0027: //IDを処理（60％の確率）
0028: } else if ($que->len() > 0) {
0029: $i = $que->pop();
0030: printf("処理:%02d - 残り:%s\n", $i, $que->list());
0031: //ループ終了
0032: } else if ($id > 10 && $que->len() == 0) {
0033: break;
0034: }
0035: }
プログラムの実行結果は左図の通りである。
PHPによるマルチスレッド処理（参考）
PHPはシングルスレッドの処理系だと書いたが、マルチスレッド処理のための仕組みが用意されている。たとえば、peclで用意されているクラス pthreads を使うことでマルチスレッド処理が可能となる。
ただし、いくつかの制約がある。
- ZTS版のPHPが必要である。
- PHPのバージョンによってpthreadsのバージョンを選ぶ必要がある。
- pthreadsのバージョンによっては、スレッドの中で他のインスタンス・メソッドを呼び出すことができない。
"pthreadVC2.dll" は、PATHの通ったディレクトリ――"PHP.EXE" のあるディレクトリか "C:\Windows\System32"――へコピーする。
最後に、"php.ini"に "[extension=php_pthreads.dll:blue" を追記する。
