详解Python中的进程

multiprocessing是python的多进程管理包,和threading.Thread类似。

1、multiprocessing模块

直接从侧面用subprocesses替换线程使用GIL的方式,由于这一点,multiprocessing模块可以让程序员在给定的机器上充分的利用CPU。在multiprocessing中,通过创建Process对象生成进程,然后调用它的start()方法,

from multiprocessing import Process
  
def func(name):
    print('hello', name)
if __name__ == "__main__":
    p = Process(target=func,args=('zhangyanlin',))
    p.start()
    p.join()  # 等待进程执行完毕

在使用并发设计的时候最好尽可能的避免共享数据,尤其是在使用多进程的时候。 如果你真有需要 要共享数据, multiprocessing提供了两种方式。

(1)multiprocessing,Array,Value

数据可以用Value或Array存储在一个共享内存地图里,如下:

from multiprocessing import Array,Value,Process
  
def func(a,b):
    a.value = 3.333333333333333
    for i in range(len(b)):
        b[i] = -b[i]
if __name__ == "__main__":
    num = Value('d',0.0)
    arr = Array('i',range(11))
  
    c = Process(target=func,args=(num,arr))
    d= Process(target=func,args=(num,arr))
    c.start()
    d.start()
    c.join()
    d.join()
  
    print(num.value)
    for i in arr:
        print(i)

输出

3.1415927
[0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9]

创建num和arr时,“d”和“i”参数由Array模块使用的typecodes创建:“d”表示一个双精度的浮点数,“i”表示一个有符号的整数,这些共享对象将被线程安全的处理。

Array(‘i’, range(10))中的‘i’参数:

‘c’: ctypes.c_char     ‘u’: ctypes.c_wchar    ‘b’: ctypes.c_byte     ‘B’: ctypes.c_ubyte

‘h’: ctypes.c_short     ‘H’: ctypes.c_ushort    ‘i’: ctypes.c_int      ‘I’: ctypes.c_uint

‘l’: ctypes.c_long,    ‘L’: ctypes.c_ulong    ‘f’: ctypes.c_float    ‘d’: ctypes.c_double

(2)multiprocessing,Manager

由Manager()返回的manager提供list, dict, Namespace, Lock, RLock, Semaphore, BoundedSemaphore, Condition, Event, Barrier, Queue, Value and Array类型的支持。

from multiprocessing import Process,Manager
def f(d,l):
    d["name"] = "zhangyanlin"
    d["age"] = 18
    d["Job"] = "pythoner"
    l.reverse()
  
if __name__ == "__main__":
    with Manager() as man:
        d = man.dict()
        l = man.list(range(10))
  
        p = Process(target=f,args=(d,l))
        p.start()
        p.join()
  
        print(d)
        print(l)

输出

{0.25: None, 1: '1', '2': 2}
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

Server process manager比 shared memory 更灵活,因为它可以支持任意的对象类型。另外,一个单独的manager可以通过进程在网络上不同的计算机之间共享,不过他比shared memory要慢。

2、进程池(Using a pool of workers)

Pool类描述了一个工作进程池,他有几种不同的方法让任务卸载工作进程。

进程池内部维护一个进程序列,当使用时,则去进程池中获取一个进程,如果进程池序列中没有可供使用的进进程,那么程序就会等待,直到进程池中有可用进程为止。

我们可以用Pool类创建一个进程池, 展开提交的任务给进程池。 例:

#apply
from  multiprocessing import Pool
import time
  
def f1(i):
    time.sleep(0.5)
    print(i)
    return i + 100
  
if __name__ == "__main__":
    pool = Pool(5)
    for i in range(1,31):
        pool.apply(func=f1,args=(i,))
  
#apply_async
def f1(i):
    time.sleep(0.5)
    print(i)
    return i + 100
def f2(arg):
    print(arg)
  
if __name__ == "__main__":
    pool = Pool(5)
    for i in range(1,31):
        pool.apply_async(func=f1,args=(i,),callback=f2)
    pool.close()
    pool.join()

一个进程池对象可以控制工作进程池的哪些工作可以被提交,它支持超时和回调的异步结果,有一个类似map的实现。

processes :使用的工作进程的数量,如果processes是None那么使用 os.cpu_count()返回的数量。

initializer: 如果initializer是None,那么每一个工作进程在开始的时候会调用initializer(*initargs)。

maxtasksperchild:工作进程退出之前可以完成的任务数,完成后用一个心的工作进程来替代原进程,来让闲置的资源被释放。maxtasksperchild默认是None,意味着只要Pool存在工作进程就会一直存活。

context: 用在制定工作进程启动时的上下文,一般使用 multiprocessing.Pool() 或者一个context对象的Pool()方法来创建一个池,两种方法都适当的设置了context

注意:Pool对象的方法只可以被创建pool的进程所调用。

New in version 3.2: maxtasksperchild

New in version 3.4: context

进程池的方法

apply(func[, args[, kwds]]) :使用arg和kwds参数调用func函数,结果返回前会一直阻塞,由于这个原因,apply_async()更适合并发执行,另外,func函数仅被pool中的一个进程运行。

apply_async(func[, args[, kwds[, callback[, error_callback]]]]) : apply()方法的一个变体,会返回一个结果对象。如果callback被指定,那么callback可以接收一个参数然后被调用,当结果准备好回调时会调用callback,调用失败时,则用error_callback替换callback。 Callbacks应被立即完成,否则处理结果的线程会被阻塞。

close() : 阻止更多的任务提交到pool,待任务完成后,工作进程会退出。

terminate() : 不管任务是否完成,立即停止工作进程。在对pool对象进程垃圾回收的时候,会立即调用terminate()。

join() : wait工作线程的退出,在调用join()前,必须调用close() or terminate()。这样是因为被终止的进程需要被父进程调用wait(join等价与wait),否则进程会成为僵尸进程。

map(func, iterable[, chunksize])?

map_async(func, iterable[, chunksize[, callback[, error_callback]]])?

imap(func, iterable[, chunksize])?

imap_unordered(func, iterable[, chunksize])

starmap(func, iterable[, chunksize])?

starmap_async(func, iterable[, chunksize[, callback[, error_back]]])。

来源:PY学习网:原文地址:https://www.py.cn/article.html