进程间通信IPC机制和生产者消费者模型

时间：2023-03-09 18:21:33
进程间通信IPC机制和生产者消费者模型

1.由于进程之间内存隔离，那么要修改共享数据时可以利用IPC机制

我们利用队列去处理相应数据

#管道
#队列=管道+锁
from multiprocessing import Queue

# q=Queue(3)
# q.put(['first',])
# q.put({'x':2})
# q.put(3)
# q.put(4)#当队列满了，放不进去了，会阻塞住

# print(q.get())
# print(q.get())
# print(q.get())
# print(q.get())#当取不到值了。又阻塞住了，等待拿数据

q=Queue()
q.put(1)
q.put(2)
q.put(3)
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())
# print(q.get())

# 了解:
# q=Queue(3)
# q.put(['first',],block=True,timeout=3)
# q.put({'x':2},block=True,timeout=3)
# q.put(3,block=True,timeout=3)
# q.put(4,block=True,timeout=3)

# q.put_nowait(1) #q.put(1,block=False)
# q.put_nowait(2)
# q.put_nowait(3)
# q.put_nowait(4)

# print(q.get(block=True,timeout=3))
# print(q.get(block=True,timeout=3))
# print(q.get(block=True,timeout=3))
# print(q.get(block=True,timeout=3))

# print(q.get_nowait()) #q.get(block=false)
# print(q.get_nowait()) #q.get(block=false)
# print(q.get_nowait()) #q.get(block=false)
# print(q.get_nowait()) #q.get(block=false)

2.生产者消费者模型

当程序中出现明细的两类任务，一类负责生产数据，一类负责处理数据，就可以引入生产者消费者模型来实现生产者与消费者的解耦合，平衡生产能力与消费能力，从而提升效率

mport time,random
from multiprocessing import Process,JoinableQueue

def producer(name,food,q):
    for i in range(3):
        res='%s%s' %(food,i)
        time.sleep(random.randint(1,3)) #模拟生产数据的时间
        q.put(res)
        print('厨师[%s]生产了<%s>' %(name,res))

def consumer(name,q):
    while True:
        res=q.get()
        time.sleep(random.randint(1,3)) #模拟处理数据的时间
        print('吃货[%s]吃了<%s>' %(name,res))
        q.task_done()

if __name__ == '__main__':
    q=JoinableQueue()
    # 生产者们
    p1=Process(target=producer,args=('小Egon','泔水',q))
    p2=Process(target=producer,args=('中Egon','屎包子',q))
    p3=Process(target=producer,args=('大Egon','腰子汤',q))
    # 消费者们
    c1=Process(target=consumer,args=('刘清正',q))
    c2=Process(target=consumer,args=('吴三江',q))
    c1.daemon=True
    c2.daemon=True

    p1.start()
    p2.start()
    p3.start()
    c1.start()
    c2.start()

    p1.join()
    p2.join()
    p3.join()
    q.join() # 主进程等q结束,即q内数据被取干净了
    print('主')

这里注意

JoinableQueue：这就像一个Queue对象，但队列允许项目的使用者通知生产者项目已经被成功处理。通知进程是使用共享的信号和条件变量来实现的

方法介绍：

JoinableQueue的实例q除了与Queue对象相同的方法之外还具有：

q.task_done():消费者使用此方法发出信号，表示q.get()的返回项目已经被处理。如果调用此方法的次数大于从队列中删除项目的数量，将引发异常。

q.join():生产者调用此方法进行阻塞，直到队列中所有项目均被处理。阻塞将持续到队列中的每个项目均调用q.task_done()方法为止。

import time,random
from multiprocessing import Process,JoinableQueue

def producer(name,food,q):
    for i in range(3):
        res='%s%s' %(food,i)
        time.sleep(random.randint(1,3)) #模拟生产数据的时间
        q.put(res)
        print('厨师[%s]生产了<%s>' %(name,res))

def consumer(name,q):
    while True:
        res=q.get()
        time.sleep(random.randint(1,3)) #模拟处理数据的时间
        print('吃货[%s]吃了<%s>' %(name,res))
        q.task_done()

if __name__ == '__main__':
    q=JoinableQueue()
    # 生产者们
    p1=Process(target=producer,args=('小Egon','泔水',q))
    p2=Process(target=producer,args=('中Egon','屎包子',q))
    p3=Process(target=producer,args=('大Egon','腰子汤',q))
    # 消费者们
    c1=Process(target=consumer,args=('刘清正',q))
    c2=Process(target=consumer,args=('吴三江',q))
    c1.daemon=True
    c2.daemon=True

    p1.start()
    p2.start()
    p3.start()
    c1.start()
    c2.start()

    p1.join()
    p2.join()
    p3.join()
    q.join() # 主进程等q结束,即q内数据被取干净了
    print('主')

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