Python多进程编程

Process

创建进程的类：Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])，target表示调用对象，args表示调用对象的位置参数元组。kwargs表示调用对象的字典。name为别名。group实质上不使用。

方法：is_alive()、join([timeout])、run()、start()、terminate()。其中，Process以start()启动某个进程。

属性：authkey、daemon（要通过start()设置）、exitcode(进程在运行时为None、如果为–N，表示被信号N结束）、name、pid。其中daemon是父进程终止后自动终止，且自己不能产生新进程，必须在start()之前设置。

例1.1：创建函数并将其作为单个进程

import multiprocessing
import time

def worker(interval):
    n = 5
    while n > 0:
        print("The time is {0}".format(time.ctime()))
        time.sleep(interval)
        n -= 1

if __name__ == "__main__":
    p = multiprocessing.Process(target = worker, args = (1,)) #target表示调用对象，args传入调用对象的参数元组#
    p.start()
    print ("p.pid:", p.pid)
    print ("p.name:", p.name)
    print ("p.is_alive:", p.is_alive())

结果：

p.pid: 8736
p.name: Process-1
p.is_alive: True
The time is Tue Apr 21 20:55:12 2015
The time is Tue Apr 21 20:55:15 2015
The time is Tue Apr 21 20:55:18 2015
The time is Tue Apr 21 20:55:21 2015
The time is Tue Apr 21 20:55:24 2015

例1.2：创建函数并将其作为多个进程

import multiprocessing
import time

def worker_1(interval):
    print ("worker_1")
    time.sleep(interval)
    print ("end worker_1")

def worker_2(interval):
    print ("worker_2")
    time.sleep(interval)
    print ("end worker_2")

def worker_3(interval):
    print ("worker_3")
    time.sleep(interval)
    print ("end worker_3")

if __name__ == "__main__":
    p1 = multiprocessing.Process(target = worker_1, args = (2,))
    p2 = multiprocessing.Process(target = worker_2, args = (3,))
    p3 = multiprocessing.Process(target = worker_3, args = (4,))

    p1.start()
    p2.start()
    p3.start()

    print("The number of CPU is:" + str(multiprocessing.cpu_count()))
    for p in multiprocessing.active_children():
        print("child   p.name:" + p.name + "\tp.id" + str(p.pid))
    print ("END!!!!!!!!!!!!!!!!!")

结果：

The number of CPU is:4
child   p.name:Process-3    p.id7992
child   p.name:Process-2    p.id4204
child   p.name:Process-1    p.id6380
END!!!!!!!!!!!!!!!!!
worker_1
worker_3
worker_2
end worker_1
end worker_2
end worker_3

例1.3：将进程定义为类

import multiprocessing
import time

class ClockProcess(multiprocessing.Process):
    def __init__(self, interval):
        multiprocessing.Process.__init__(self)
        self.interval = interval

    def run(self):
        n = 5
        while n > 0:
            print("the time is {0}".format(time.ctime()))
            time.sleep(self.interval)
            n -= 1

if __name__ == '__main__':
    p = ClockProcess(3)
    p.start()

注：进程p调用start()时，自动调用run()

结果

the time is Tue Apr 21 20:31:30 2015
the time is Tue Apr 21 20:31:33 2015
the time is Tue Apr 21 20:31:36 2015
the time is Tue Apr 21 20:31:39 2015
the time is Tue Apr 21 20:31:42 2015

Pool

在利用Python进行系统管理的时候，特别是同时操作多个文件目录，或者远程控制多台主机，并行操作可以节约大量的时间。当被操作对象数目不大时，可以直接利用multiprocessing中的Process动态成生多个进程，十几个还好，但如果是上百个，上千个目标，手动的去限制进程数量却又太过繁琐，此时可以发挥进程池的功效。
Pool可以提供指定数量的进程，供用户调用，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规定最大值，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它。

例1：使用进程池（非阻塞）

#coding: utf-8
import multiprocessing
import time

def func(msg):
    print ("msg:", msg)
    time.sleep(1)
    print ("end")

if __name__ == "__main__":
    pool = multiprocessing.Pool(processes = 3)
    for i in range(4):
        msg = "hello %d" %(i)
        pool.apply_async(func, (msg, ))   #传递参数，保持执行的进程总数为processes(此处设定为3)，当一个进程执行完毕后再添加新的进程进去

    print ("Mark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~")
    pool.close()
    pool.join()   #调用join之前，先调用close函数，否则会出错。执行完close后不会有新的进程加入到pool,join函数等待所有子进程结束
    print ("Sub-process(es) done.")

执行结果

mMsg: hark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ello 0
 
msg: hello 1
msg: hello 2
end
msg: hello 3
end
end
end
Sub-process(es) done.

函数解释：

apply_async(func[, args[, kwds[, callback]]]) 它是非阻塞，apply(func[, args[, kwds]])是阻塞的（理解区别，看例1例2结果区别）
close() 关闭pool，使其不在接受新的任务。
terminate() 结束工作进程，不在处理未完成的任务。
join() 主进程阻塞，等待子进程的退出， join方法要在close或terminate之后使用。

执行说明：创建一个进程池pool，并设定进程的数量为3，xrange(4)会相继产生四个对象[0, 1, 2, 4]，四个对象被提交到pool中，因pool指定进程数为3，所以0、1、2会直接送到进程中执行，当其中一个执行完事后才空出一个进程处理对象3，所以会出现输出“msg: hello 3”出现在"end"后。因为为非阻塞，主函数会自己执行自个的，不搭理进程的执行，所以运行完for循环后直接输出“mMsg: hark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~”，主程序在pool.join（）处等待各个进程的结束。

例2：使用进程池（阻塞）

#coding: utf-8
import multiprocessing
import time

def func(msg):
    print ("msg:", msg)
    time.sleep(1)
    print ("end")

if __name__ == "__main__":
    pool = multiprocessing.Pool(processes = 3)
    for i in range(4):
        msg = "hello %d" %(i)
        pool.apply(func, (msg, ))   #传递参数，保持执行的进程总数为processes（此处设为3），当一个进程执行完毕后再添加新的进程进去

    print ("Mark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~")
    pool.close()
    pool.join()   #调用join之前，先调用close函数，否则会出错。执行完close后不会有新的进程加入到pool,join函数等待所有子进程结束
    print ("Sub-process(es) done.")

执行结果：

msg: hello 0
end
msg: hello 1
end
msg: hello 2
end
msg: hello 3
end
Mark~ Mark~ Mark~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Sub-process(es) done.

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