基于deque的共享队列实践

在日常开发中，经常需要处理动态数据集的存储和访问问题。下面以一个基于Python标准库collections.deque实现的动态数组存储方案，它具有高效、线程安全(在GIL保护下)和易用的特点。

deque支持从两端快速添加和删除元素(O(1)时间复杂度)。通过设置maxlen参数，可以自动限制队列大小，当队列满时添加新元素会自动移除最旧的元素。

deque(双端队列)相比list有以下优势：

• 两端插入/删除操作O(1)时间复杂度
• 自动限制大小的能力(maxlen参数)
• 内存高效，特别适合队列操作
• 线程安全(在CPython实现中)

实际应用场景分析

1. ‌数据缓存系统‌：在需要缓存最近N条数据的场景中，比如实时日志处理系统，可以使用这个类来保存最近的日志条目。

2. ‌实时监控系统‌：服务器性能监控系统可以用它来存储最近n个时间点的CPU、内存等指标数据。

3. ‌消息队列中间件‌：作为轻量级消息队列，保存最新的消息记录，供消费者读取。

4. ‌机器学习特征存储‌：保存最近训练的特征向量，用于在线学习或增量学习。

5. ‌游戏状态记录‌：存储玩家最近的操作序列，用于回放或断线重连。

核心实现解析

DynamicArrayStorage类采用类变量共享设计，所有实例操作同一个底层队列。初始化时可以通过max_size参数动态调整队列大小：

def __init__(self, max_size=100):
    self.__class__._shared_queue = deque(self._shared_queue, maxlen=max_size)
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