【016】Python全栈日记-进程
从今天起我会在有道云笔记上贴上我课上敲的所有代码,方便补充我日记里不全的东西,语言类学习还是以代码量为优,配合优秀的算法,才能写出优美的代码。抽空我也会把前面的代码也放进去。(http://note.youdao.com/noteshare?id=1b582fae2615024648cc26e72af30f95)
*本次日记很多的解释都在代码的截图里
一、进程的概念
进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中,进程是程序的基本执行实体;在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述,进程是程序的实体。
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。
二、 创建进程
如果创建进程,那么必须使用multiprocessor包中的Process模块
multiprocessing模块就是跨平台版本的多进程模块。
multiprocessing模块提供了一个Process类来代表一个进程对象,下面的例子演示了启动一个子进程并等待其结束:
实例1:
执行结果
如果说实现多任务进程,那么就是创建多进程,只需要将创建进程的过程循环执行就可以了
实例2:
三、multiprocessing.pool常用函数解析
apply_async(func[, args[, kwds]]) :使用非阻塞方式调用func(并行执行,堵塞方式必须等待上一个进程退出才能执行下一个进程),args为传递给func的参数列表,kwds为传递给func的关键字参数列表;
apply(func[, args[, kwds]]):使用阻塞方式调用func
close():关闭Pool,使其不再接受新的任务;
terminate():不管任务是否完成,立即终止;
join():主进程阻塞,等待子进程的退出, 必须在close或terminate之后使用;也就是主线程一直等待全部的子线程结束之后,主线程自身才结束,程序退出
四、 进程子类化
创建新的进程还能够使用类的方式,可以自定义一个类,继承Process类,每次实例化这个类的时候,就等同于实例化一个进程对象,请看下面的实例:
结果:
五、 进程池
当需要创建的子进程数量不多时,可以直接利用multiprocessing中的Process动态成生多个进程,但如果是上百甚至上千个目标,手动的去创建进程的工作量巨大,此时就可以用到multiprocessing模块提供的Pool方法。
初始化Pool时,可以指定一个最大进程数,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指定的最大值,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执行,请看下面的实例:
执行结果:
六、apply堵塞式实例
执行结果:
与join()一样,阻塞后,一个进程结束才会进行下一个进程。
七、进程间的通讯
Process之间有时需要通信,操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信。
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:
运行结果:
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);
l Queue.qsize():返回当前队列包含的消息数量;
l Queue.empty():如果队列为空,返回True,反之False ;
l Queue.full():如果队列满了,返回True,反之False;
l 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;
n Queue.get_nowait():相当Queue.get(False);
n Queue.put(item,[block[, timeout]]):将item消息写入队列,block默认值为True;
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:
运行结果: