一、 multiprocessing模块介绍
multiprocessing模块用来开启子进程,并在子进程中执行我们定制的任务(比如函数),该模块与多线程模块threading的编程接口类似。
multiprocessing模块的功能众多: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。
与线程不同,进程没有任何共享状态,进程修改的数据,改动仅限于该进程内
二 、Process类的介绍
创建进程的类:
Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]]),由该类实例化得到的对象,表示一个子进程中的任务(尚未启动)强调:1. 需要使用关键字的方式来指定参数2. args指定的为传给target函数的位置参数,是一个元组形式,必须有逗号
参数介绍:
group参数未使用,值始终为Nonetarget表示调用对象,即子进程要执行的任务args表示调用对象的位置参数元组,args=(1,2,'egon',)kwargs表示调用对象的字典,kwargs={'name':'egon','age':18}name为子进程的名称
方法介绍:
p.start():启动进程,并调用该子进程中的p.run() p.run():进程启动时运行的方法,正是它去调用target指定的函数,我们自定义类的类中一定要实现该方法 p.terminate():强制终止进程p,不会进行任何清理操作,如果p创建了子进程,该子进程就成了僵尸进程,使用该方法需要特别小心这种情况。如果p还保存了一个锁那么也将不会被释放,进而导致死锁p.is_alive():如果p仍然运行,返回Truep.join([timeout]):主线程等待p终止(强调:是主线程处于等的状态,而p是处于运行的状态)。timeout是可选的超时时间,需要强调的是,p.join只能join住start开启的进程,而不能join住run开启的进程
属性介绍:
p.daemon:默认值为False,如果设为True,代表p为后台运行的守护进程,当p的父进程终止时,p也随之终止,并且设定为True后,p不能创建自己的新进程,必须在p.start()之前设置p.name:进程的名称p.pid:进程的pidp.exitcode:进程在运行时为None、如果为–N,表示被信号N结束(了解即可)p.authkey:进程的身份验证键,默认是由os.urandom()随机生成的32字符的字符串。这个键的用途是为涉及网络连接的底层进程间通信提供安全性,这类连接只有在具有相同的身份验证键时才能成功(了解即可)
三 、Process类的使用
#开进程的方法一:import timeimport randomfrom multiprocessing import Processdef piao(name): print('%s piaoing' %name) time.sleep(random.randrange(1,5)) print('%s piao end' %name)p1=Process(target=piao,args=('egon',)) #必须加,号p2=Process(target=piao,args=('alex',))p3=Process(target=piao,args=('wupeqi',))p4=Process(target=piao,args=('yuanhao',))p1.start()p2.start()p3.start()p4.start()print('主线程')方法一
四 、守护进程
主进程创建守护进程
其一:守护进程会在主进程代码执行结束后就终止
其二:守护进程内无法再开启子进程,否则抛出异常:AssertionError: daemonic processes are not allowed to have children
注意:进程之间是互相独立的,主进程代码运行结束,守护进程随即终止
五 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,
竞争带来的结果就是错乱,如何控制,就是加锁处理
多个进程共享同一打印终端
#并发运行,效率高,但竞争同一打印终端,带来了打印错乱from multiprocessing import Processimport os,timedef work(): print('%s is running' %os.getpid()) time.sleep(2) print('%s is done' %os.getpid())if __name__ == '__main__': for i in range(3): p=Process(target=work) p.start()并发运行,效率高,但竞争同一打印终端,带来了打印错乱
#由并发变成了串行,牺牲了运行效率,但避免了竞争from multiprocessing import Process,Lockimport os,timedef work(lock): lock.acquire() print('%s is running' %os.getpid()) time.sleep(2) print('%s is done' %os.getpid()) lock.release()if __name__ == '__main__': lock=Lock() for i in range(3): p=Process(target=work,args=(lock,)) p.start()加锁:由并发变成了串行,牺牲了运行效率,但避免了竞争
总结:
加锁可以保证多个进程修改同一块数据时,同一时间只能有一个任务可以进行修改,即串行的修改,没错,速度是慢了,但牺牲了速度却保证了数据安全。
虽然可以用文件共享数据实现进程间通信,但问题是:1.效率低2.需要自己加锁处理六 、队列
进程彼此之间互相隔离,要实现进程间通信(IPC),multiprocessing模块支持两种形式:队列和管道,这两种方式都是使用消息传递的
Queue([maxsize]):创建共享的进程队列,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。 参数介绍: maxsize是队列中允许最大项数,省略则无大小限制。
主要方法:
q.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。
q.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.q.get_nowait():同q.get(False)q.put_nowait():同q.put(False)q.empty():调用此方法时q为空则返回True,该结果不可靠,比如在返回True的过程中,如果队列中又加入了项目。
q.full():调用此方法时q已满则返回True,该结果不可靠,比如在返回True的过程中,如果队列中的项目被取走。q.qsize():返回队列中目前项目的正确数量,结果也不可靠,理由同q.empty()和q.full()一