【转】Python多进程编程

序. multiprocessing
python中的多线程其实并不是真正的多线程,如果想要充分地使用多核CPU的资源,在python中大部分情况需要使用多进程。Python提供了非常好用的多进程包multiprocessing,只需要定义一个函数,Python会完成其他所有事情。借助这个包,可以轻松完成从单进程到并发执行的转换。multiprocessing支持子进程、通信和共享数据、执行不同形式的同步,提供了Process、Queue、Pipe、Lock等组件。

1. Process

创建进程的类:Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]]),target表示调用对象,args表示调用对象的位置参数元组。kwargs表示调用对象的字典。name为别名。group实质上不使用。
方法:is_alive()、join([timeout])、run()、start()、terminate()。其中,Process以start()启动某个进程。

属性:authkey、daemon(要通过start()设置)、exitcode(进程在运行时为None、如果为–N,表示被信号N结束)、name、pid。其中daemon是父进程终止后自动终止,且自己不能产生新进程,必须在start()之前设置。

例1.1:创建函数并将其作为单个进程

import multiprocessing
import time def worker(interval):
n = 5
while n > 0:
print("The time is {0}".format(time.ctime()))
time.sleep(interval)
n -= 1 if __name__ == "__main__":
p = multiprocessing.Process(target = worker, args = (3,))
p.start()
print "p.pid:", p.pid
print "p.name:", p.name
print "p.is_alive:", p.is_alive()

结果

p.pid: 8736
p.name: Process-1
p.is_alive: True
The time is Tue Apr 21 20:55:12 2015
The time is Tue Apr 21 20:55:15 2015
The time is Tue Apr 21 20:55:18 2015
The time is Tue Apr 21 20:55:21 2015
The time is Tue Apr 21 20:55:24 2015

例1.2:创建函数并将其作为多个进程

import multiprocessing
import time def worker_1(interval):
print "worker_1"
time.sleep(interval)
print "end worker_1" def worker_2(interval):
print "worker_2"
time.sleep(interval)
print "end worker_2" def worker_3(interval):
print "worker_3"
time.sleep(interval)
print "end worker_3" if __name__ == "__main__":
p1 = multiprocessing.Process(target = worker_1, args = (2,))
p2 = multiprocessing.Process(target = worker_2, args = (3,))
p3 = multiprocessing.Process(target = worker_3, args = (4,)) p1.start()
p2.start()
p3.start() print("The number of CPU is:" + str(multiprocessing.cpu_count()))
for p in multiprocessing.active_children():
print("child p.name:" + p.name + "\tp.id" + str(p.pid))
print "END!!!!!!!!!!!!!!!!!"

结果

The number of CPU is:4
child p.name:Process-3 p.id7992
child p.name:Process-2 p.id4204
child p.name:Process-1 p.id6380
END!!!!!!!!!!!!!!!!!
worker_1
worker_3
worker_2
end worker_1
end worker_2
end worker_3

例1.3:将进程定义为类

import multiprocessing
import time class ClockProcess(multiprocessing.Process):
def __init__(self, interval):
multiprocessing.Process.__init__(self)
self.interval = interval def run(self):
n = 5
while n > 0:
print("the time is {0}".format(time.ctime()))
time.sleep(self.interval)
n -= 1 if __name__ == '__main__':
p = ClockProcess(3)
p.start()

:进程p调用start()时,自动调用run()

结果

the time is Tue Apr 21 20:31:30 2015
the time is Tue Apr 21 20:31:33 2015
the time is Tue Apr 21 20:31:36 2015
the time is Tue Apr 21 20:31:39 2015
the time is Tue Apr 21 20:31:42 2015

例1.4:daemon程序对比结果

#1.4-1 不加daemon属性

import multiprocessing
import time def worker(interval):
print("work start:{0}".format(time.ctime()));
time.sleep(interval)
print("work end:{0}".format(time.ctime())); if __name__ == "__main__":
p = multiprocessing.Process(target = worker, args = (3,))
p.start()
print "end!"

结果

end!
work start:Tue Apr 21 21:29:10 2015
work end:Tue Apr 21 21:29:13 2015

#1.4-2 加上daemon属性

import multiprocessing
import time def worker(interval):
print("work start:{0}".format(time.ctime()));
time.sleep(interval)
print("work end:{0}".format(time.ctime())); if __name__ == "__main__":
p = multiprocessing.Process(target = worker, args = (3,))
p.daemon = True
p.start()
print "end!"

结果

end!

:因子进程设置了daemon属性,主进程结束,它们就随着结束了。

#1.4-3 设置daemon执行完结束的方法

import multiprocessing
import time def worker(interval):
print("work start:{0}".format(time.ctime()));
time.sleep(interval)
print("work end:{0}".format(time.ctime())); if __name__ == "__main__":
p = multiprocessing.Process(target = worker, args = (3,))
p.daemon = True
p.start()
p.join()
print "end!"

结果

work start:Tue Apr 21 22:16:32 2015
work end:Tue Apr 21 22:16:35 2015
end!

2. Lock

当多个进程需要访问共享资源的时候,Lock可以用来避免访问的冲突。

import multiprocessing
import sys def worker_with(lock, f):
with lock:
fs = open(f, 'a+')
n = 10
while n > 1:
fs.write("Lockd acquired via with\n")
n -= 1
fs.close() def worker_no_with(lock, f):
lock.acquire()
try:
fs = open(f, 'a+')
n = 10
while n > 1:
fs.write("Lock acquired directly\n")
n -= 1
fs.close()
finally:
lock.release() if __name__ == "__main__":
lock = multiprocessing.Lock()
f = "file.txt"
w = multiprocessing.Process(target = worker_with, args=(lock, f))
nw = multiprocessing.Process(target = worker_no_with, args=(lock, f))
w.start()
nw.start()
print "end"

结果(输出文件)

Lockd acquired via with
Lockd acquired via with
Lockd acquired via with
Lockd acquired via with
Lockd acquired via with
Lockd acquired via with
Lockd acquired via with
Lockd acquired via with
Lockd acquired via with
Lock acquired directly
Lock acquired directly
Lock acquired directly
Lock acquired directly
Lock acquired directly
Lock acquired directly
Lock acquired directly
Lock acquired directly
Lock acquired directly

3. Semaphore

Semaphore用来控制对共享资源的访问数量,例如池的最大连接数。

import multiprocessing
import time def worker(s, i):
s.acquire()
print(multiprocessing.current_process().name + "acquire");
time.sleep(i)
print(multiprocessing.current_process().name + "release\n");
s.release() if __name__ == "__main__":
s = multiprocessing.Semaphore(2)
for i in range(5):
p = multiprocessing.Process(target = worker, args=(s, i*2))
p.start()

结果

Process-1acquire
Process-1release Process-2acquire
Process-3acquire
Process-2release Process-5acquire
Process-3release Process-4acquire
Process-5release Process-4release

4. Event

Event用来实现进程间同步通信。

import multiprocessing
import time def wait_for_event(e):
print("wait_for_event: starting")
e.wait()
print("wairt_for_event: e.is_set()->" + str(e.is_set())) def wait_for_event_timeout(e, t):
print("wait_for_event_timeout:starting")
e.wait(t)
print("wait_for_event_timeout:e.is_set->" + str(e.is_set())) if __name__ == "__main__":
e = multiprocessing.Event()
w1 = multiprocessing.Process(name = "block",
target = wait_for_event,
args = (e,)) w2 = multiprocessing.Process(name = "non-block",
target = wait_for_event_timeout,
args = (e, 2))
w1.start()
w2.start() time.sleep(3) e.set()
print("main: event is set")

结果

wait_for_event: starting
wait_for_event_timeout:starting
wait_for_event_timeout:e.is_set->False
main: event is set
wairt_for_event: e.is_set()->True

5. Queue

Queue是多进程安全的队列,可以使用Queue实现多进程之间的数据传递。put方法用以插入数据到队列中,put方法还有两个可选参数:blocked和timeout。如果blocked为True(默认值),并且timeout为正值,该方法会阻塞timeout指定的时间,直到该队列有剩余的空间。如果超时,会抛出Queue.Full异常。如果blocked为False,但该Queue已满,会立即抛出Queue.Full异常。
 
get方法可以从队列读取并且删除一个元素。同样,get方法有两个可选参数:blocked和timeout。如果blocked为True(默认值),并且timeout为正值,那么在等待时间内没有取到任何元素,会抛出Queue.Empty异常。如果blocked为False,有两种情况存在,如果Queue有一个值可用,则立即返回该值,否则,如果队列为空,则立即抛出Queue.Empty异常。Queue的一段示例代码:
import multiprocessing

def writer_proc(q):
try:
q.put(1, block = False)
except:
pass def reader_proc(q):
try:
print q.get(block = False)
except:
pass if __name__ == "__main__":
q = multiprocessing.Queue()
writer = multiprocessing.Process(target=writer_proc, args=(q,))
writer.start() reader = multiprocessing.Process(target=reader_proc, args=(q,))
reader.start() reader.join()
writer.join()

结果

1

6. Pipe

Pipe方法返回(conn1, conn2)代表一个管道的两个端。Pipe方法有duplex参数,如果duplex参数为True(默认值),那么这个管道是全双工模式,也就是说conn1和conn2均可收发。duplex为False,conn1只负责接受消息,conn2只负责发送消息。
 
send和recv方法分别是发送和接受消息的方法。例如,在全双工模式下,可以调用conn1.send发送消息,conn1.recv接收消息。如果没有消息可接收,recv方法会一直阻塞。如果管道已经被关闭,那么recv方法会抛出EOFError。
import multiprocessing
import time def proc1(pipe):
while True:
for i in xrange(10000):
print "send: %s" %(i)
pipe.send(i)
time.sleep(1) def proc2(pipe):
while True:
print "proc2 rev:", pipe.recv()
time.sleep(1) def proc3(pipe):
while True:
print "PROC3 rev:", pipe.recv()
time.sleep(1) if __name__ == "__main__":
pipe = multiprocessing.Pipe()
p1 = multiprocessing.Process(target=proc1, args=(pipe[0],))
p2 = multiprocessing.Process(target=proc2, args=(pipe[1],))
#p3 = multiprocessing.Process(target=proc3, args=(pipe[1],)) p1.start()
p2.start()
#p3.start() p1.join()
p2.join()
#p3.join()

结果

7. Pool

在利用Python进行系统管理的时候,特别是同时操作多个文件目录,或者远程控制多台主机,并行操作可以节约大量的时间。当被操作对象数目不大时,可以直接利用multiprocessing中的Process动态成生多个进程,十几个还好,但如果是上百个,上千个目标,手动的去限制进程数量却又太过繁琐,此时可以发挥进程池的功效。
Pool可以提供指定数量的进程,供用户调用,当有新的请求提交到pool中时,如果池还没有满,那么就会创建一个新的进程用来执行该请求;但如果池中的进程数已经达到规定最大值,那么该请求就会等待,直到池中有进程结束,才会创建新的进程来它。

例7.1:使用进程池(非阻塞)

#coding: utf-8
import multiprocessing
import time def func(msg):
print "msg:", msg
time.sleep(3)
print "end" if __name__ == "__main__":
pool = multiprocessing.Pool(processes = 3)
for i in xrange(4):
msg = "hello %d" %(i)
pool.apply_async(func, (msg, )) #维持执行的进程总数为processes,当一个进程执行完毕后会添加新的进程进去 print "Mark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"
pool.close()
pool.join() #调用join之前,先调用close函数,否则会出错。执行完close后不会有新的进程加入到pool,join函数等待所有子进程结束
print "Sub-process(es) done."

一次执行结果

mMsg: hark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ello 0

msg: hello 1
msg: hello 2
end
msg: hello 3
end
end
end
Sub-process(es) done.

函数解释:

  • apply_async(func[, args[, kwds[, callback]]]) 它是非阻塞,apply(func[, args[, kwds]])是阻塞的(理解区别,看例1例2结果区别)
  • close()    关闭pool,使其不在接受新的任务。
  • terminate()    结束工作进程,不在处理未完成的任务。
  • join()    主进程阻塞,等待子进程的退出, join方法要在close或terminate之后使用。

执行说明:创建一个进程池pool,并设定进程的数量为3,xrange(4)会相继产生四个对象[0, 1, 2, 4],四个对象被提交到pool中,因pool指定进程数为3,所以0、1、2会直接送到进程中执行,当其中一个执行完事后才空出一个进程处理对象3,所以会出现输出“msg: hello 3”出现在"end"后。因为为非阻塞,主函数会自己执行自个的,不搭理进程的执行,所以运行完for循环后直接输出“mMsg: hark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~”,主程序在pool.join()处等待各个进程的结束。

例7.2:使用进程池(阻塞)

#coding: utf-8
import multiprocessing
import time def func(msg):
print "msg:", msg
time.sleep(3)
print "end" if __name__ == "__main__":
pool = multiprocessing.Pool(processes = 3)
for i in xrange(4):
msg = "hello %d" %(i)
pool.apply(func, (msg, )) #维持执行的进程总数为processes,当一个进程执行完毕后会添加新的进程进去 print "Mark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"
pool.close()
pool.join() #调用join之前,先调用close函数,否则会出错。执行完close后不会有新的进程加入到pool,join函数等待所有子进程结束
print "Sub-process(es) done."

一次执行的结果

msg: hello 0
end
msg: hello 1
end
msg: hello 2
end
msg: hello 3
end
Mark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Sub-process(es) done.

  

例7.3:使用进程池,并关注结果

import multiprocessing
import time def func(msg):
print "msg:", msg
time.sleep(3)
print "end"
return "done" + msg if __name__ == "__main__":
pool = multiprocessing.Pool(processes=4)
result = []
for i in xrange(3):
msg = "hello %d" %(i)
result.append(pool.apply_async(func, (msg, )))
pool.close()
pool.join()
for res in result:
print ":::", res.get()
print "Sub-process(es) done."

一次执行结果

msg: hello 0
msg: hello 1
msg: hello 2
end
end
end
::: donehello 0
::: donehello 1
::: donehello 2
Sub-process(es) done.

例7.4:使用多个进程池

#coding: utf-8
import multiprocessing
import os, time, random def Lee():
print "\nRun task Lee-%s" %(os.getpid()) #os.getpid()获取当前的进程的ID
start = time.time()
time.sleep(random.random() * 10) #random.random()随机生成0-1之间的小数
end = time.time()
print 'Task Lee, runs %0.2f seconds.' %(end - start) def Marlon():
print "\nRun task Marlon-%s" %(os.getpid())
start = time.time()
time.sleep(random.random() * 40)
end=time.time()
print 'Task Marlon runs %0.2f seconds.' %(end - start) def Allen():
print "\nRun task Allen-%s" %(os.getpid())
start = time.time()
time.sleep(random.random() * 30)
end = time.time()
print 'Task Allen runs %0.2f seconds.' %(end - start) def Frank():
print "\nRun task Frank-%s" %(os.getpid())
start = time.time()
time.sleep(random.random() * 20)
end = time.time()
print 'Task Frank runs %0.2f seconds.' %(end - start) if __name__=='__main__':
function_list= [Lee, Marlon, Allen, Frank]
print "parent process %s" %(os.getpid()) pool=multiprocessing.Pool(4)
for func in function_list:
pool.apply_async(func) #Pool执行函数,apply执行函数,当有一个进程执行完毕后,会添加一个新的进程到pool中 print 'Waiting for all subprocesses done...'
pool.close()
pool.join() #调用join之前,一定要先调用close() 函数,否则会出错, close()执行后不会有新的进程加入到pool,join函数等待素有子进程结束
print 'All subprocesses done.'

一次执行结果

parent process 7704

Waiting for all subprocesses done...
Run task Lee-6948 Run task Marlon-2896 Run task Allen-7304 Run task Frank-3052
Task Lee, runs 1.59 seconds.
Task Marlon runs 8.48 seconds.
Task Frank runs 15.68 seconds.
Task Allen runs 18.08 seconds.
All subprocesses done.

【转】Python多进程编程的更多相关文章

  1. Python多进程编程

    转自:Python多进程编程 阅读目录 1. Process 2. Lock 3. Semaphore 4. Event 5. Queue 6. Pipe 7. Pool 序. multiproces ...

  2. Python 多进程编程之 进程间的通信(在Pool中Queue)

    Python 多进程编程之 进程间的通信(在Pool中Queue) 1,在进程池中进程间的通信,原理与普通进程之间一样,只是引用的方法不同,python对进程池通信有专用的方法 在Manager()中 ...

  3. Python 多进程编程之 进程间的通信(Queue)

    Python 多进程编程之 进程间的通信(Queue) 1,进程间通信Process有时是需要通信的,操作系统提供了很多机制来实现进程之间的通信,而Queue就是其中的一个方法----这是操作系统开辟 ...

  4. 深入理解python多进程编程

    1.python多进程编程背景 python中的多进程最大的好处就是充分利用多核cpu的资源,不像python中的多线程,受制于GIL的限制,从而只能进行cpu分配,在python的多进程中,适合于所 ...

  5. Python 简明教程 --- 26,Python 多进程编程

    微信公众号:码农充电站pro 个人主页:https://codeshellme.github.io 学编程最有效的方法是动手敲代码. 目录 1,什么是多进程 我们所写的Python 代码就是一个程序, ...

  6. day-4 python多进程编程知识点汇总

    1. python多进程简介 由于Python设计的限制(我说的是咱们常用的CPython).最多只能用满1个CPU核心.Python提供了非常好用的多进程包multiprocessing,他提供了一 ...

  7. python多进程编程(二)

    进程同步(锁) 进程之间数据不共享,但是共享同一套文件系统,所以访问同一个文件,或同一个打印终端,是没有问题的, 而共享带来的是竞争,竞争带来的结果就是错乱,如何控制,就是加锁处理 part1:多个进 ...

  8. python多进程编程(一)

    multiprocessing模块介绍 python中的多线程无法利用多核优势,如果想要充分地使用多核CPU的资源(os.cpu_count()查看),在python中大部分情况需要使用多进程.Pyt ...

  9. Python多进程编程(转)

    原文:http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/4445418.html 阅读目录 1. Process 2. Lock 3. Semaphore 4. Even ...

随机推荐

  1. 通过后缀名和MIME-TYPE检查实现文件类型校验

    前言 文件上传是一个在开发中很常见的需求场景,通常出于安全考虑,我们会对上传的文件进行类型校验,其中常见的有后缀名校验,mime-type校验 话不多说,直接上代码 1.首先定义允许上传的文件类型白名 ...

  2. nginx配置https双向验证(ca机构证书+自签证书)

    nginx配置https双向验证 服务端验证(ca机构证书) 客户端验证(服务器自签证书) 本文用的阿里云签发的免费证书实验,下载nginx安装ssl,文件夹有两个文件 这两个文件用于做服务器http ...

  3. jquery ajax几种书写方式的总结

    Ajax在前端的应用极其广泛,因此,我们有必要对其进行总结,以方便后期的使用. AJAX优点: 可以异步请求服务器的数据,实现页面数据的实时动态加载, 在不重新加载整个页面的情况下,可以与服务器交换数 ...

  4. luogu P1659 [国家集训队]拉拉队排练

    唔....话说好久没有发布题解了(手痒痒了 首先特别鸣谢lykkk大佬今天下午教我Manacher算法,甚是感谢 为了体现学习成果,写一篇蒟蒻版的题解(大佬勿喷 言归正传 题面——>在这儿 首先 ...

  5. 在centos安装MySql的三种安装方法

    一.二进制安装MySql 1. 下载Mysql安装包 wget https://downloads.mysql.com/archives/get/file/mysql-5.6.40-linux-gli ...

  6. DRF 商城项目 - 用户操作(收藏, 留言, 收货地址)

    个人收藏 整体逻辑类似于 个人中心 ( 个人中心的相关逻辑梳理详情  点击这里 ) 也是两个序列化组价的分流 查看收藏  ( list ) 详情指向 收藏详情 的组价 创建收藏 ( create ) ...

  7. @WebFilter注解

    @WebFilter @WebFilter 用于将一个类声明为==过滤器==,该注解将会在部署时被容器处理,容器将根据具体的属性配置将相应的类部署为过滤器.该注解具有下表给出的一些常用属性 ( 以下所 ...

  8. request 获取body内容

    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException ...

  9. xgboost-Python&R

    sklearn实战-乳腺癌细胞数据挖掘(博主亲自录制视频) https://study.163.com/course/introduction.htm?courseId=1005269003& ...

  10. Java基础--面向对象编程2(封装)

    1.封装的定义: 封装:将类的某些信息隐藏在类内部,不允许外部程序直接访问,而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问. 2.  为什么需要封装?封装的作用和含义? 首先思考一个问题:当我们要 ...