Python如何进行进程间的通信

进程间的通信-Queue

1. Queue的使用

可以使用multiprocessing模块的Queue实现多进程之间的数据传递,Queue本身是一个消息列队程序,首先用一个小实例来演示一下Queue的工作原理:

#-*- coding:utf-8 -*-
from multiprocessing import Queue
#创建一个Queue对象,最多可接受三条put消息
q = Queue(3) 
q.put("消息1")
q.put("消息2")
print(q.full())
q.put("消息3")
print(q.full())
try:
    q.put("消息4",True,2)
except :
    print("消息队列已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())
try:
    q.put_nowait("消息5")
except :
    print("消息队列已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())
#推荐方式,先判断消息队列是否已满,在写入
if not q.full():
    q.put_nowait("消息6")
#读取消息时,先判断消息队列是否为空,在读取
if not q.empty():
    for i in range(q.qsize()):
        print(q.get_nowait())

运行结果为:

False
True
消息队列已满,现有消息数量:3
消息队列已满,现有消息数量:3
消息1
消息2
消息3

说明

初始化Queue()对象时(例如:q=Queue()),若括号中没有指定最大可接收的消息数量,或数量为负值,那么就代表可接受的消息数量没有上限(直到内存的尽头);

Queue.qsize():返回当前队列包含的消息数量;

Queue.empty():如果队列为空,返回True,反之False ;

Queue.full():如果队列满了,返回True,反之False;

Queue.get([block[, timeout]]):获取队列中的一条消息,然后将其从列队中移除,block默认值为True;

1)如果block使用默认值,且没有设置timeout(单位秒),消息列队如果为空,此时程序将被阻塞(停在读取状态),直到从消息列队读到消息为止,如果设置了timeout,则会等待timeout秒,若还没读取到任何消息,则抛出"Queue.Empty"异常;

2)如果block值为False,消息列队如果为空,则会立刻抛出"Queue.Empty"异常;

Queue.get_nowait():相当Queue.get(False);

Queue.put(item,[block[, timeout]]):将item消息写入队列,block默认值为True;

1)如果block使用默认值,且没有设置timeout(单位秒),消息列队如果已经没有空间可写入,此时程序将被阻塞(停在写入状态),直到从消息列队腾出空间为止,如果设置了timeout,则会等待timeout秒,若还没空间,则抛出"Queue.Full"异常;

2)如果block值为False,消息列队如果没有空间可写入,则会立刻抛出"Queue.Full"异常;

Queue.put_nowait(item):相当Queue.put(item, False);

2. Queue实例

我们以Queue为例,在父进程中创建两个子进程,一个往Queue里写数据,一个从Queue里读数据:

from multiprocessing import Process
from multiprocessing import Queue
import os
import time
import random
#写数据进程执行的代码
def write(q):
    for value in ["A","B","C"]:
        print("Put %s to Queue "%value)
        q.put(value)
        time.sleep(random.random())
   
#读取数据进程的代码   
def read(q):
    while True:
        if not q.empty():
            value = q.get(True)
            print("Get %s from Queue "%value)
            time.sleep(random.random())
        else:
            break
if __name__ == '__main__':
    #父进程创建Queue,并传递给各个子进程
    q = Queue()
    pw = Process(target = write,args=(q,))
    pr = Process(target = read,args=(q,))
    #启动子进程pw,写入
    pw.start()
    #等待pw结束
    pw.join()
    #启动子进程pr,读取
    pr.start()
    pr.join()
    print("所有数据都写入并且读完")

运行结果为:

Put A to Queue 
Put B to Queue 
Put C to Queue 
Get A from Queue 
Get B from Queue 
Get C from Queue

所有数据都写入并且读完。

3. 进程池中的Queue

如果要使用Pool创建进程,就需要使用multiprocessing.Manager()中的Queue(),而不是multiprocessing.Queue(),否则会得到一条如下的错误信息:

RuntimeError: Queue objects should only be shared between processes through inheritance.

#coding=utf-8
from multiprocessing import Manager
from multiprocessing import Pool
import os
import time
import random
def reader(q):
    print("reader启动(%d),父进程为(%d)"%(os.getpid(),os.getppid()))
    for i in range(q.qsize()):
        print("reader从Queue获取到的消息时:%s"%q.get(True))
def writer(q):
    print("writer启动(%d),父进程为(%d)"%(os.getpid(),os.getppid()))
    for i in "Se7eN_HOU":
        q.put(i)
if __name__ == '__main__':
    print("-------(%d) Start-------"%os.getpid())
    #使用Manager中的Queue来初始化
    q = Manager().Queue()
    po = Pool()
    #使用阻塞模式创建进程,这样就不需要在reader中使用死循环了,可以让writer完全执行完成后,再用reader去读取
    po.apply(writer,(q,))
    po.apply(reader,(q,))
    po.close()
    po.join()
    print("-------(%d) End-------"%os.getpid())

运行结果为:

-------(880) Start-------
writer启动(7744),父进程为(880)
reader启动(7936),父进程为(880)
reader从Queue获取到的消息时:S
reader从Queue获取到的消息时:e
reader从Queue获取到的消息时:7
reader从Queue获取到的消息时:e
reader从Queue获取到的消息时:N
reader从Queue获取到的消息时:_
reader从Queue获取到的消息时:H
reader从Queue获取到的消息时:O
reader从Queue获取到的消息时:U
-------(880) End-------

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