一篇文章搞定Python多进程(全)

1.Python多进程模块

Python中的多进程是通过multiprocessing包来实现的,和多线程的threading.Thread差不多,它可以利用multiprocessing.Process对象来创建一个进程对象。这个进程对象的方法和线程对象的方法差不多也有start(), run(), join()等方法,其中有一个方法不同Thread线程对象中的守护线程方法是setDeamon,而Process进程对象的守护进程是通过设置daemon属性来完成的。

下面说说Python多进程的实现方法,和多线程类似

2.Python多进程实现方法一

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结果

测试Python多进程

测试Python多进程

测试Python多进程

测试Python多进程

测试Python多进程

结束测试

Process finished with exit code 0

上面的代码开启了5个子进程去执行函数,我们可以观察结果,是同时打印的,这里实现了真正的并行操作,就是多个CPU同时执行任务。我们知道进程是python中最小的资源分配单元,也就是进程中间的数据,内存是不共享的,每启动一个进程,都要独立分配资源和拷贝访问的数据,所以进程的启动和销毁的代价是比较大了,所以在实际中使用多进程,要根据服务器的配置来设定。

3.Python多进程实现方法二

还记得python多线程的第二种实现方法吗?是通过类继承的方法来实现的,python多进程的第二种实现方式也是一样的

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结果

测试Python多进程

测试Python多进程

测试Python多进程

测试Python多进程

测试Python多进程

结束测试

Process finished with exit code 0

效果和第一种方式一样。

我们可以看到Python多进程的实现方式和多线程的实现方式几乎一样。

Process类的其他方法

构造方法:

Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])

  group: 线程组

  target: 要执行的方法

  name: 进程名

  args/kwargs: 要传入方法的参数

实例方法:

  is_alive():返回进程是否在运行,bool类型。

  join([timeout]):阻塞当前上下文环境的进程程,直到调用此方法的进程终止或到达指定的timeout(可选参数)。

  start():进程准备就绪,等待CPU调度

  run():strat()调用run方法,如果实例进程时未制定传入target,这star执行t默认run()方法。

  terminate():不管任务是否完成,立即停止工作进程

属性:

  daemon:和线程的setDeamon功能一样

  name:进程名字

  pid:进程号

关于join,daemon的使用和python多线程一样,这里就不在复述了,大家可以看看以前的python多线程系列文章。

4.Python多线程的通信

进程是系统独立调度核分配系统资源(CPU、内存)的基本单位,进程之间是相互独立的,每启动一个新的进程相当于把数据进行了一次克隆,子进程里的数据修改无法影响到主进程中的数据,不同子进程之间的数据也不能共享,这是多进程在使用中与多线程最明显的区别。但是难道Python多进程中间难道就是孤立的吗?当然不是,python也提供了多种方法实现了多进程中间的通信和数据共享(可以修改一份数据)

进程对列Queue

Queue在多线程中也说到过,在生成者消费者模式中使用,是线程安全的,是生产者和消费者中间的数据管道,那在python多进程中,它其实就是进程之间的数据管道,实现进程通信。

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结果

子进程0 开始put数据

子进程1 开始put数据

子进程2 开始put数据

主进程获取Queue数据

我是0 通过Queue通信

我是1 通过Queue通信

我是2 通过Queue通信

结束测试

Process finished with exit code 0

上面的代码结果可以看到我们主进程中可以通过Queue获取子进程中put的数据,实现进程间的通信。

管道Pipe

管道Pipe和Queue的作用大致差不多,也是实现进程间的通信,下面之间看怎么使用吧

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结果

主进程接受消息:

子进程发送消息:

子进程接受消息:

你好主进程

主进程发送消息:

你好子进程

结束测试

Process finished with exit code 0

上面可以看到主进程和子进程可以相互发送消息

Managers

Queue和Pipe只是实现了数据交互,并没实现数据共享,即一个进程去更改另一个进程的数据。那么久要用到Managers

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结果:

{0: 'a', '2': 'b', 3: 'a', 1: 'a', 2: 'a', 4: 'a', 5: 'a', 7: 'a', 6: 'a', 8: 'a', 9: 'a'}

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

可以看到主进程定义了一个字典和一个列表,在子进程中,可以添加和修改字典的内容,在列表中插入新的数据,实现进程间的数据共享,即可以共同修改同一份数据

5.进程池

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。就是固定有几个进程可以使用。

进程池中有两个方法:

apply:同步,一般不使用

apply_async:异步

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结果

Run task 0 (37476)...

Run task 1 (4044)...

Task 0 runs 0.03 seconds.

Run task 2 (37476)...

Run task 3 (17252)...

Run task 4 (16448)...

Run task 5 (24804)...

Task 2 runs 0.27 seconds.

Run task 6 (37476)...

Task 1 runs 0.58 seconds.

Run task 7 (4044)...

Task 3 runs 0.98 seconds.

Run task 8 (17252)...

Task 5 runs 1.13 seconds.

Run task 9 (24804)...

Task 6 runs 1.46 seconds.

Task 4 runs 2.73 seconds.

Task 8 runs 2.18 seconds.

Task 7 runs 2.93 seconds.

Task 9 runs 2.93 seconds.

结束测试

对Pool对象调用join()方法会等待所有子进程执行完毕,调用join()之前必须先调用close(),调用close()之后就不能继续添加新的Process了。

进程池map方法

案例来源于网络,侵权请告知,谢谢

因为网上看到这个例子觉得不错,所以这里就不自己写案例,这个案例比较有说服力

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上边这段代码的主要工作就是将遍历传入的文件夹中的图片文件,一一生成缩略图,并将这些缩略图保存到特定文件夹中。这我的机器上,用这一程序处理 6000 张图片需要花费 27.9 秒。 map 函数并不支持手动线程管理,反而使得相关的 debug 工作也变得异常简单。

map在爬虫的领域里也可以使用,比如多个URL的内容爬取,可以把URL放入元祖里,然后传给执行函数。