python 进程

进程内的“子任务”称为线程(Thread)


多任务的实现有3种方式:

多进程模式;
多线程模式;
多进程+多线程模式。


Python的os模块封装了常见的系统调用,其中包括fork,可以在Python程序中创建子进程

import os

print('Process (%s) start...' % os.getpid())
# Only works on Unix/Linux/Mac:
pid = os.fork()
if pid == 0:
print('I am child process (%s) and my parent is %s.' % (os.getpid(), os.getppid()))
else:
print('I (%s) just created a child process (%s).' % (os.getpid(), pid))

运行结果如下:

Process (876) start...
I (876) just created a child process (877).
I am child process (877) and my parent is 876.

 

Unix/Linux操作系统提供了一个fork()系统调用

fork()调用一次,返回两次,
因为操作系统自动把当前进程(称为父进程)复制了一份(称为子进程),
然后,分别在父进程和子进程内返回。
子进程永远返回0,而父进程返回子进程的ID。
一个父进程可以fork出很多子进程,
所以,父进程要记下每个子进程的ID,
而子进程只需要调用getppid()就可以拿到父进程的ID


有了fork调用,一个进程在接到新任务时 就可以复制出一个子进程来处理新任务,
常见的Apache服务器就是 由父进程监听端口,每当有新的http请求时,
就fork出子进程来处理新的http请求。


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

 

from multiprocessing import Process
import os

# 子进程要执行的代码
def run_proc(name):
print('Run child process %s (%s)...' % (name, os.getpid()))

if __name__=='__main__':
print('Parent process %s.' % os.getpid())
p = Process(target=run_proc, args=('test',))
print('Child process will start.')
p.start()
p.join()
print('Child process end.')

执行结果如下:

Parent process 928.
Process will start.
Run child process test (929)...
Process end.

 

创建子进程时,传入一个执行函数和函数的参数,创建一个Process实例,用start()方法启动
join()方法可以等待子进程结束后再继续往下运行,通常用于进程间的同步


Pool

如果要启动大量的子进程,可以用进程池的方式批量创建子进程
from multiprocessing import Pool
import os, time, random

def long_time_task(name):
print('Run task %s (%s)...' % (name, os.getpid()))
start = time.time()
time.sleep(random.random() * 3)
end = time.time()
print('Task %s runs %0.2f seconds.' % (name, (end - start)))

if __name__=='__main__':
print('Parent process %s.' % os.getpid())
p = Pool(4)
for i in range(5):
p.apply_async(long_time_task, args=(i,))
print('Waiting for all subprocesses done...')
p.close()
p.join()
print('All subprocesses done.')

执行结果如下:
Parent process 669.
Waiting for all subprocesses done...
Run task 0 (671)...
Run task 1 (672)...
Run task 2 (673)...
Run task 3 (674)...
Task 2 runs 0.14 seconds.
Run task 4 (673)...
Task 1 runs 0.27 seconds.
Task 3 runs 0.86 seconds.
Task 0 runs 1.41 seconds.
Task 4 runs 1.91 seconds.
All subprocesses done.

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。

task 0,1,2,3是立刻执行的,而task 4要等待前面某个task完成后才执行,
这是因为Pool有默认大小
如果改成:
p = Pool(5)
就可以同时跑5个进程。

Pool的默认大小是CPU的核数

子进程

subprocess模块可以地启动一个子进程,然后控制其输入和输出


import subprocess

print('$ nslookup www.python.org')
r = subprocess.call(['nslookup', 'www.python.org'])
print('Exit code:', r)

运行结果:

$ nslookup www.python.org
Server: 192.168.19.4
Address: 192.168.19.4#53

Non-authoritative answer:
www.python.org canonical name = python.map.fastly.net.
Name: python.map.fastly.net
Address: 199.27.79.223

Exit code: 0


进程间通信

Process之间肯定是需要通信的,
操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信。
Python的multiprocessing模块包装了底层的机制,提供了Queue、Pipes等多种方式来交换数据。


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, Queue
import os, time, random

# 写数据进程执行的代码:
def write(q):
print('Process to write: %s' % os.getpid())
for value in ['A', 'B', 'C']:
print('Put %s to queue...' % value)
q.put(value)
time.sleep(random.random())

# 读数据进程执行的代码:
def read(q):
print('Process to read: %s' % os.getpid())
while True:
value = q.get(True)
print('Get %s from queue.' % value)

if __name__=='__main__':
# 父进程创建Queue,并传给各个子进程:
q = Queue()
pw = Process(target=write, args=(q,))
pr = Process(target=read, args=(q,))
# 启动子进程pw,写入:
pw.start()
# 启动子进程pr,读取:
pr.start()
# 等待pw结束:
pw.join()
# pr进程里是死循环,无法等待其结束,只能强行终止:
pr.terminate()

运行结果如下:

Process to write: 50563
Put A to queue...
Process to read: 50564
Get A from queue.
Put B to queue...
Get B from queue.
Put C to queue...
Get C from queue.


Windows没有fork调用,因此,multiprocessing需要“模拟”出fork的效果,父进程所有Python对象都必须通过pickle序列化再传到子进程去,所有,如果multiprocessing在Windows下调用失败了,要先考虑是不是pickle失败了。

 

 

朝闻道
原文地址:https://www.cnblogs.com/wander-clouds/p/8471816.html