1.管道
进程间通信(IPC)方式二:管道(不推荐使用,了解即可),端口易导致数据不安全的情况出现。
1 from multiprocessing import Pipe,Process 2 3 4 def func(conn1,conn2): 5 msg = conn1.recv() # 接收了conn2传递的 6 # msg1 = conn2.recv() # 接收了conn1传递的 7 print('>>>',msg) 8 # print('>>>',msg1) 9 10 11 if __name__ == '__main__':12 # 拿到管道的两端,双工通信方式,两端都可以收发消息13 conn1,conn2 = Pipe() # 必须在Process之前产生管道14 p = Process(target=func,args=(conn1,conn2,)) # 管道给子进程15 p.start()16 conn1.send('hello')17 conn1.close()18 conn2.send('小子')19 conn2.close()20 21 print('进程结束')22 23 # 注意管道不用了就关闭防止异常
2.共享数据
进程之间数据共享的模块之一Manager模块(少用):
进程间数据是独立的,可以借助于队列或管道实现通信,二者都是基于消息传递的虽然进程间数据独立,但可以通过Manager实现数据共享:
1 from multiprocessing import Manager,Process,Lock 2 3 4 def func1(dic,loc): 5 # loc.acquire() # 不加锁易出错 6 dic['num'] -= 1 7 # loc.release() 8 9 10 if __name__ == '__main__':11 m = Manager()12 loc = Lock()13 dic = m.dict({ 'num':100})14 p_list = []15 for i in range(100):16 p = Process(target=func1, args=(dic,loc))17 p_list.append(p)18 p.start()19 20 [pp.join() for pp in p_list]21 22 print('>>>>>',dic['num'])23 # 共享时不加锁,很可能导致同一个数据被多个子进程取用,数据是不安全的,且超多进程消耗大量资源易导致卡死.
多进程共同去处理共享数据的时候,就和我们多进程同时去操作一个文件中的数据是一样的,不加锁就会出现错误的结果,进程不安全的,所以也需要加锁。
总结:进程间应该尽量避免通信,即便需要通信,也应该选择进程安全的工具来避免加锁带来的问题。
3.进程池 Pool
创建进程需要消耗时间,销毁进程(空间,变量,文件信息等等的内容)也需要消耗时间。开启成千上万的进程,操作系统无法让他们同时执行,维护一个很大的进程列表的同时,调度的时候,还需要进行切换并且记录每个进程的执行节点,也就是记录上下文(各种变量等等乱七八糟的东西,虽然你看不到,但是操作系统都要做),这样反而会影响程序的效率。因此我们不能无限制的根据任务开启或者结束进程,这就需要用到进程池:
定义一个池子,在里面放上固定数量的进程,有需求来了,就拿一个池中的进程来处理任务,等到处理完毕,进程并不关闭,而是将进程再放回进程池中继续等待任务。如果有很多任务需要执行,池中的进程数量不够,任务就要等待之前的进程执行任务完毕归来,拿到空闲进程才能继续执行。也就是说,池中进程的数量是固定的,那么同一时间最多有固定数量的进程在运行。这样不会增加操作系统的调度难度,还节省了开闭进程的时间,也一定程度上能够实现并发效果。
创建方法:
Pool([numprocess [,initializer [, initargs]]]):创建进程池
参数介绍:
1 numprocess:要创建的进程数,如果省略,将默认使用cpu_count()的值2 initializer:是每个工作进程启动时要执行的可调用对象,默认为None3 initargs:是要传给initializer的参数组
常用方法:
p.apply(func [, args [, kwargs]]):在一个池工作进程中执行func(*args,**kwargs),然后返回结果。'''需要强调的是:此操作并不会在所有池工作进程中并执行func函数。如果要通过不同参数并发地执行func函数,必须从不同线程调用p.apply()函数或者使用p.apply_async()'''p.apply_async(func [, args [, kwargs]]):在一个池工作进程中执行func(*args,**kwargs),然后返回结果。'''此方法的结果是AsyncResult类的实例,callback是可调用对象,接收输入参数。当func的结果变为可用时,将理解传递给callback。callback禁止执行任何阻塞操作,否则将接收其他异步操作中的结果。''' p.close():关闭进程池,防止进一步操作。如果所有操作持续挂起,它们将在工作进程终止前完成P.jion():等待所有工作进程退出。此方法只能在close()或teminate()之后调用主要方法介绍
1 import time 2 from multiprocessing import Process,Pool 3 4 5 def func1(i): 6 num = 0 7 for j in range(5): 8 num += i 9 10 11 if __name__ == '__main__':12 pool = Pool(6) # 创建进程池13 14 p_list = []15 start_time = time.time()16 for i in range(500):17 p = Process(target=func1,args=(i,))18 p_list.append(p)19 p.start()20 21 [pp.join() for pp in p_list]22 end_time = time.time()23 print('耗时:',end_time-start_time)24 25 s_time = time.time()26 pool.map(func1,range(500)) # map27 e_time = time.time()28 print('耗时:',e_time - s_time) # 耗时远远小于直接开500进程
apply同步方法:
1 from multiprocessing import Process,Pool 2 import time 3 4 5 def func1(i): 6 num = 0 7 for j in range(3): 8 num += i 9 time.sleep(1)10 print(num)11 return num12 13 14 if __name__ == '__main__':15 pool = Pool(6)16 17 for i in range(10):18 res = pool.apply(func1,args=(i,)) # apply 进程同步/串行方法 效率低,不常用19 # print(res)
apply_async异步方法:
1 from multiprocessing import Process,Pool 2 import time 3 4 5 def func1(i): 6 num = 0 7 for j in range(5): 8 num += i 9 time.sleep(1)10 # print('>>>>>',num)11 return num12 13 14 if __name__ == '__main__':15 pool = Pool(6)16 17 red_list = []18 for i in range(10):19 res = pool.apply_async(func1,args=(i,))20 red_list.append(res)21 22 pool.close() # 不是关闭,只是锁定进程池,告诉主进程不会再添加数据进去23 pool.join() # 等待子程序执行完24 25 for ress in red_list:26 print(ress.get()) # get方法取出返回值num 按添加顺序取出已保存在缓存区的结果 所以是顺序打印出的
回调函数:运用时注意一点,回调函数的形参执行有一个,如果你的执行函数有多个返回值,那么也可以被回调函数的这一个形参接收,接收的是一个元祖,包含着你执行函数的所有返回值。
1 from multiprocessing import Pool,Process 2 import time,os 3 4 5 def func1(n): 6 # print('子进程的pid:',os.getpid()) 7 return n*n 8 9 10 def func2(i):11 res = i**212 # print('callback的pid:',os.getpid())13 print(res)14 return res15 16 17 if __name__ == '__main__':18 pool = Pool(4)19 pool.apply_async(func1,args=(3,),callback=func2) # callback把前面的返回值作参数传给后面20 # print('主进程的pid:',os.getpid()) # 主进程执行了callback21 pool.close()22 pool.join()
4.总结
进程之间的通信:队列、管道、数据共享也算
信号量和事件也相当于锁,也是全局的,所有进程都能拿到这些锁的状态,进程之间这些锁啊信号量啊事件啊等等的通信,其实底层还是socekt,只不过是基于文件的socket通信,而不是跟上面的数据共享啊空间共享啊之类的机制,我们之前学的是基于网络的socket通信,socket的两个家族,一个文件的一个网络的,所以如果说这些锁之类的报错,可能你看到的就是类似于socket的错误。工作中常用的是锁,信号量和事件不常用,但是信号量和事件面试的时候会问到(做了解)