Panduan Lengkap queue Python: Dasar hingga Lanjutan

1. Apa itu Queue di Python?

Konsep Dasar Queue

• Penjadwalan Tugas: Menjalankan tugas yang dimulai lebih dulu secara berurutan.
• Buffering: Menyimpan data aliran dalam jumlah tertentu di dalam queue, lalu memprosesnya secara berurutan.
• Komunikasi antar multithread: Saat beberapa thread memproses data secara bersamaan, queue dapat digunakan untuk mengelola urutan data.

2. Penggunaan Queue di Python

Penggunaan Umum Queue

• Penjadwalan Tugas: Salah satu metode optimal saat memproses beberapa tugas secara berurutan. Misalnya, ketika server web menerima banyak permintaan, menambahkan permintaan tersebut ke dalam queue secara berurutan dan memprosesnya satu per satu memungkinkan penggunaan sumber daya yang efisien.
• Buffer Data: Berfungsi sebagai buffer yang menyimpan data sementara selama pemrosesan aliran, menunggu hingga pemrosesan dapat mengejar. Misalnya, berguna dalam streaming video atau pemrosesan data real-time.
• Berbagi Data Antara Thread Multi: Queue dapat digunakan sebagai alat untuk bertukar data secara aman antar thread yang berbeda. Dalam program multi-thread, Anda dapat menggunakan queue untuk mendistribusikan tugas antar thread.

3. Ringkasan modul queue

Penjelasan Kelas

1. Queue (antrian FIFO)
   • Ini adalah antrian paling dasar, di mana item yang ditambahkan pertama kali akan diambil pertama. Menggunakan metode FIFO (First In, First Out).
   • Contoh penggunaan:
   import queue q = queue.Queue() q.put("task1") q.put("task2") print(q.get()) ## "task1" akan ditampilkan
2. LifoQueue (antrian LIFO)
   • Seperti stack, item yang ditambahkan terakhir akan diambil pertama. Menggunakan metode LIFO (Last In, First Out).
   • Contoh penggunaan:
   import queue q = queue.LifoQueue() q.put("task1") q.put("task2") print(q.get()) ## "task2" akan ditampilkan
3. PriorityQueue (antrian prioritas)
   • Item diambil berdasarkan prioritas. Nilai yang lebih rendah dianggap memiliki prioritas lebih tinggi.
   • Contoh penggunaan: import queue q = queue.PriorityQueue() q.put((1, "task1")) q.put((3, "task3")) q.put((2, "task2")) print(q.get()) ## "(1, 'task1')" akan ditampilkan
   </li

4. Cara Implementasi Antrian FIFO

Penggunaan Dasar

import queue

## Membuat antrian FIFO
q = queue.Queue()

## Menambahkan elemen ke antrian
q.put("apple")
q.put("banana")
q.put("cherry")

## Mengambil elemen dari antrian
while not q.empty():
    print(q.get())

Contoh Penggunaan Nyata

5. Operasi Antrian Tingkat Lanjut

Metode Antrian

1. qsize()
   • Mengembalikan jumlah elemen yang tersimpan dalam antrian. Berguna untuk memeriksa apakah antrian kosong.
   • Contoh penggunaan:
   q = queue.Queue() q.put("task1") print(q.qsize()) ## 1 akan ditampilkan
2. empty()
   • Menentukan apakah antrian kosong. Mengembalikan True atau False.
   • Contoh penggunaan:
   q = queue.Queue() print(q.empty()) ## True akan ditampilkan
3. full()
   • Menentukan apakah antrian penuh. Berlaku bila maxsize telah diatur.
   • Contoh penggunaan:
   q = queue.Queue(maxsize=2) q.put("task1") q.put("task2") print(q.full()) ## True akan ditampilkan
4. put(item)
   • Menambahkan item ke antrian. block=True diatur secara default, sehingga dapat memblokir bila diperlukan. Anda juga dapat menentukan batas waktu untuk membatasi proses.
   • Contoh penggunaan:
   q = queue.Queue() q.put("task1")
5. get()
   • Mengambil item dari antrian. Jika tidak ada item, dan block=True, maka akan menunggu sampai item ditambahkan.
   • Contoh penggunaan: q = queue.Queue() q.put("task1") task = q.get() print(task) ## "task1" akan ditampilkan

6. Penanganan Eksepsi pada Antrian

Penanganan Eksepsi pada Antrian

1. queue.Full
   • Terjadi ketika antrian penuh dan put() dipanggil.
   • Contoh penanganan eksepsi:
   try: q.put("task", block=False) except queue.Full: print("Antrian penuh")
2. queue.Empty
   • Terjadi ketika antrian kosong dan get() dipanggil.
   • Contoh penanganan eksepsi: try: task = q.get(block=False) except queue.Empty: print("Antrian kosong")

7. Penggunaan Queue pada Multithread Python

Manajemen Tugas pada Multithread

import queue
import threading

## Membuat antrian
q = queue.Queue()

## Definisi worker thread
def worker():
    while True:
        item = q.get()
        print(f"Memproses: {item}")
        q.task_done()

## Memulai thread
threading.Thread(target=worker, daemon=True).start()

## Menambahkan tugas ke antrian
for item in range(5):
    q.put(item)

## Menunggu semua tugas selesai
q.join()
print("Semua tugas telah selesai")

8. Penggunaan Antrian Terbatas (Bounded Queue)

Apa itu Antrian Terbatas?

1. Perilaku ketika item tidak dapat ditambahkan Jika mencoba menambahkan item baru ketika antrian penuh, tindakan yang sesuai dengan kapasitas antrian akan dilakukan. Dua perilaku umum adalah:

• Penolakan item baru: Ketika antrian penuh, tidak menerima item lagi, penambahan item baru ditolak.
• Menimpa item lama: Menghapus item paling lama di antrian dan menambahkan item baru di tempatnya.

1. Manajemen sumber daya Antrian terbatas digunakan untuk mengelola sumber daya (memori, CPU, dll.) secara efisien. Membantu menghindari pemborosan sumber daya dan berguna saat memproses tugas dalam batasan yang terbatas.

Contoh Penggunaan

import queue

## Membuat antrian terbatas
q = queue.Queue(maxsize=3)

## Menambahkan item ke antrian
q.put("task1")
q.put("task2")
q.put("task3")

## Jika mencoba menambahkan item lagi, akan terjadi pemblokiran atau pengecualian
try:
    q.put_nowait("task4")
except queue.Full:
    print("Antrian penuh")

9. Kesimpulan