python多進程控制的教學講解（附範例）

這篇文章帶給大家的內容是關於python多進程控制的教學講解（附範例），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

multiprocessing簡介

multiprocessing是python自帶的多進程模組，可以大批量的生成進程，在伺服器為多核心CPU時效果更好，類似於threading模組。相對於多線程，多進程由於獨享記憶體空間，更穩定安全，在運維裡面做些批量操作時，多進程有更多適用的場景

multiprocessing套件提供了本地和遠端兩種並發操作,有效的避開了使用子程序而不是全域解釋鎖定的線程，因此，multiprocessing可以有效利用到多核心處理

Process類別

在multiporcessing中，透過Process類別物件來批次產生進程，使用start()方法來啟動這個進程

1.語法

multiprocessing.Process(group=None,target=None,name=None,args=(),kwargs={},*)

group: 这个参数一般为空，它只是为了兼容threading.Tread
target: 这个参数就是通过run()可调用对象的方法，默认为空，表示没有方法被调用
name: 表示进程名
args: 传给target调用方法的tuple(元组)参数
kwargs: 传给target调用方法的dict(字典)参数

#2.Process類別的方法及物件

run()
該方法是進程的運作過程，可以在子類別中重寫此方法，一般也很少去重構

start()
#啟動進程，每個進程物件都必須被該方法呼叫

join([timeout])
等待進程終止，再往下執行，可以設定逾時時間

name
可以取得進程名稱,多個進程也可以是相同的名字

is_alive()
返回進程是否還存活，True or False，程式存活是指start()開始到子程序終止

daemon
守護程式的標記，一個布林值，在start()之後設定該值，表示是否後台運行
注意：如果設定了後台運行，那麼後台程式不運行再建立子程序

##pid##可以取得進程ID

exitcode子進程退出時的值，如果進程還沒有終止，值將會是None,如果是負值，表示子程序被終止

terminate()終止進程，如果是Windows，則使用terminateprocess()，該方法對已經退出和結束的進程，將不會執行

以下為一個簡單的例子:

#-*- coding:utf8 -*- 
import multiprocessing
import time

def work(x):
   time.sleep(1)
   print time.ctime(),'这是子进程[{0}]...'.format(x)

if __name__ == '__main__':
    for i in range(5):
        p = multiprocessing.Process(target=work,args=(i,))
        print '启动进程数:{0}'.format(i)
        p.start()
        p.deamon = True

當然也可以顯示每個行程的ID

#-*- coding:utf8 -*- 
import multiprocessing
import time
import os

def work(x):
   time.sleep(1)
   ppid = os.getppid()
   pid  = os.getpid()
   print time.ctime(),'这是子进程[{0},父进程:{1},子进程:{2}]...'.format(x,ppid,pid)

if __name__ == '__main__':
    for i in range(5):
        p = multiprocessing.Process(target=work,args=(i,))
        print '启动进程数:{0}'.format(i)
        p.start()
        p.deamon = True

但在實際使用的過程中，並不只是並發完就可以了，比如，有30個任務，由於伺服器資源有限，每次並發5個任務，這裡還涉及到30個任務怎麼獲取的問題，另外並發的進程任務執行時間很難保證一致，尤其是需要時間的任務，可能並發5個任務，有3個已經執行完了，2個還需要很長時間執行，總不能等到這兩個進程執行完了，再繼續執行後面的任務，因此進程控制就在此有了使用場景，可以利用Process的方法和一些multiprocessing的包，類等結合使用

進程控制及通訊常用類別

一、Queue類別

類似python自帶的Queue.Queue，主要用在比較小的佇列上面

語法：

multiprocessing.Queue([maxsize])

類別方法：

qsize()
傳回佇列的大致大小，因為多行程或多執行緒一直在消耗佇列，因此該資料不一定正確

empty()

判斷佇列是否為空，如果是，則傳回True，否則False

full()

判斷佇列是否已滿，如果是，則傳回True，否則False

put(obj[, block[, timeout]])

#將物件放入佇列，可選參數block為True，timeout為None

get()

從佇列取出物件

#-*- coding:utf8 -*-
from multiprocessing import Process, Queue

def f(q):
    q.put([42,None,'hi'])

if __name__ == '__main__':
    q = Queue()
    p = Process(target=f, args=(q,))
    p.start()
    print q.get()  #打印内容: [42,None,'hi']
    p.join()

二、Pipe類別

pipe()函數傳回一對物件的連接，可以為進程間傳輸訊息，在列印一些日誌、進程控制上面有一些用處，Pip()物件會傳回兩個對象connection，代表兩個通道，每個connection物件都有send()和recv()方法，需要注意的是兩個或更多的進程同時讀取或寫入同一管道，可能會導致資料混亂，測試了下，是直接覆蓋了。另外，回傳的兩個connection,如果一個是send()資料,那麼另外一個就只能recv()接收資料了

#-*- coding:utf8 -*-
from multiprocessing import Process, Pipe
import time
def f(conn,i):
    print '[{0}]已经执行到子进程:{1}'.format(time.ctime(),i)
    time.sleep(1)
    w = "[{0}]hi,this is :{1}".format(time.ctime(),i)
    conn.send(w)
    conn.close()

if __name__ == '__main__':
    reader = []
    parent_conn, child_conn = Pipe()
    for i in range(4):
        p = Process(target=f, args=(child_conn,i))
        p.start()
        reader.append(parent_conn)
        p.deamon=True

    # 等待所有子进程跑完
    time.sleep(3)
    print '\n[{0}]下面打印child_conn向parent_conn传输的信息:'.format(time.ctime())
    for i in reader:
        print i.recv()

輸出為：

三、Value,Array

在进行并发编程时，应尽量避免使用共享状态，因为多进程同时修改数据会导致数据破坏。但如果确实需要在多进程间共享数据，multiprocessing也提供了方法Value、Array

from multiprocessing import Process, Value, Array

def f(n, a):
    n.value = 3.1415927
    for i in range(len(a)):
        a[i] = -a[i]

if __name__ == '__main__':
    num = Value('d',0.0)
    arr = Array('i', range(10))

    p = Process(target=f, args=(num, arr))
    p.start()
    p.join()

    print num.value
    print arr[:]

*print
3.1415927
[0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9]*

四、Manager进程管理模块

Manager类管理进程使用得较多，它返回对象可以操控子进程，并且支持很多类型的操作，如: list, dict, Namespace、lock, RLock, Semaphore, BoundedSemaphore, Condition, Event, Barrier, Queue, Value, Array，因此使用Manager基本上就够了

from multiprocessing import Process, Manager

def f(d, l):
    d[1] = '1'
    d['2'] = 2
    d[0.25] = None
    l.reverse()

if __name__ == '__main__':
    with Manager() as manager:
        d = manager.dict()
        l = manager.list(range(10))

        p = Process(target=f, args=(d, l))
        p.start()
        p.join() #等待进程结束后往下执行
        print d,'\n',l

输出：
{0.25: None, 1: '1', '2': 2}
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
可以看到，跟共享数据一样的效果，大部分管理进程的方法都集成到了Manager()模块了

五、对多进程控制的应用实例

    #-*- coding:utf8 -*-
    from multiprocessing import Process, Queue
    import time
    
    def work(pname,q):
        time.sleep(1)
        print_some = "{0}|this is process: {1}".format(time.ctime(),pname)
        print print_some
        q.put(pname)
    
    if __name__ == '__main__':
        p_manag_num = 2  # 进程并发控制数量2
        # 并发的进程名
        q_process = ['process_1','process_2','process_3','process_4','process_5']
        q_a = Queue() # 将进程名放入队列
        q_b = Queue() # 将q_a的进程名放往q_b进程,由子进程完成
    
        for i in q_process:
            q_a.put(i)
    
        p_list = [] # 完成的进程队列
        while not q_a.empty():
            if len(p_list) <p>执行结果:</p><p><img src="https://img.php.cn//upload/image/167/872/710/1542261551928622.png" title="1542261551928622.png" alt="python多進程控制的教學講解（附範例）"></p>

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