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  • python 并发编程之多进程

    一、数据共享

    1.进程间的通信应该尽量避免共享数据的方式

    2.进程间的数据是独立的,可以借助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,但可以用过Manager实现数据共享,事实上Manager的功能远不止于此。

    命令就是一个程序,按回车就会执行(这个只是在windows情况下)
    
    tasklist 查看进程
    
    tasklist | findstr  pycharm   #(findstr是进行过滤的),|就是管道(tasklist执行的内容就放到管道里面了,
    
    管道后面的findstr  pycharm就接收了)

    二、进程池

    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。多进程是实现并发的手段之一,需要注意的问题是:

    1. 很明显需要并发执行的任务通常要远大于核数
    2. 一个操作系统不可能无限开启进程,通常有几个核就开几个进程
    3. 进程开启过多,效率反而会下降(开启进程是需要占用系统资源的,而且开启多余核数目的进程也无法做到并行)

    例如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。。。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。

    那么什么是进程池呢?进程池就是控制进程数目

     ps:对于远程过程调用的高级应用程序而言,应该使用进程池,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,就重用进程池中的进程。 

    进程池的结构:

     创建进程池的类:如果指定numprocess为3,则进程池会从无到有创建三个进程,然后自始至终使用这三个进程去执行所有任务,不会开启其他进程

    进程池的结构:

     创建进程池的类:如果指定numprocess为3,则进程池会从无到有创建三个进程,然后自始至终使用这三个进程去执行所有任务,不会开启其他进程

    1.创建进程池

    Pool([numprocess  [,initializer [, initargs]]]):创建进程池
    

    2.参数介绍

    numprocess:要创建的进程数,如果省略,将默认为cpu_count()的值,可os.cpu_count()查看
    
    initializer:是每个工作进程启动时要执行的可调用对象,默认为None
    
    initargs:是要传给initializer的参数组

    3.方法介绍

    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。禁止往进程池内在添加任务(需要注意的是一定要写在close()的上方)


    应用1:

     1 from multiprocessing import Pool
     2 import os,time
     3 def task(n):
     4     print('[%s] is running'%os.getpid())
     5     time.sleep(2)
     6     print('[%s] is done'%os.getpid())
     7     return n**2
     8 if __name__ == '__main__':
     9     # print(os.cpu_count())  #查看cpu个数
    10     p = Pool(4) #最大四个进程
    11     for i in range(1,7):#开7个任务
    12         res = p.apply(task,args=(i,))  #同步的,等着一个运行完才执行另一个
    13         print('本次任务的结束:%s'%res)
    14     p.close()#禁止往进程池内在添加任务
    15     p.join() #在等进程池
    16     print('')
     1 # ----------------
     2 # 那么我们为什么要用进程池呢?这是因为进程池使用来控制进程数目的,
     3 # 我们需要几个就开几个进程。如果不用进程池实现并发的话,会开很多的进程
     4 # 如果你开的进程特别多,那么你的机器就会很卡,所以我们把进程控制好,用几个就
     5 # 开几个,也不会太占用内存
     6 from multiprocessing import Pool
     7 import os,time
     8 def walk(n):
     9     print('task[%s] running...'%os.getpid())
    10     time.sleep(3)
    11     return n**2
    12 if __name__ == '__main__':
    13      p = Pool(4)
    14      res_obj_l = []
    15      for i in range(10):
    16          res = p.apply_async(walk,args=(i,))
    17          # print(res)  #打印出来的是对象
    18          res_obj_l.append(res)  #那么现在拿到的是一个列表,怎么得到值呢?我们用个.get方法
    19      p.close() #禁止往进程池里添加任务
    20      p.join()
    21      # print(res_obj_l)
    22      print([obj.get() for obj in res_obj_l])  #这样就得到了

    那么什么是同步,什么是异步呢?

    同步就是指一个进程在执行某个请求的时候,若该请求需要一段时间才能返回信息,那么这个进程将会一直等待下去,直到收到返回信息才继续执行下去

    异步是指进程不需要一直等下去,而是继续执行下面的操作,不管其他进程的状态。当有消息返回时系统会通知进程进行处理,这样可以提高执行的效率。

    什么是串行,什么是并行呢?

    举例:能并排开几辆车的就可以说是“并行”,只能一辆一辆开的就属于“串行”了。很明显,并行的速度要比串行的快得多。(并行互不影响,串行的等着一个完了才能接着另一个)

    应用2:
    使用进程池维护固定数目的进程(以前客户端和服务端的改进)

    1 from socket import *
     2 from multiprocessing import Pool
     3 s = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
     4 s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #端口重用
     5 s.bind(('127.0.0.1',8081))
     6 s.listen(5)
     7 print('start running...')
     8 def talk(coon,addr):
     9     while True:  # 通信循环
    10         try:
    11             cmd = coon.recv(1024)
    12             print(cmd.decode('utf-8'))
    13             if not cmd: break
    14             coon.send(cmd.upper())
    15             print('发送的是%s'%cmd.upper().decode('utf-8'))
    16         except Exception:
    17             break
    18     coon.close()
    19 if __name__ == '__main__':
    20     p = Pool(4)
    21     while True:#链接循环
    22         coon,addr = s.accept()
    23         print(coon,addr)
    24         p.apply_async(talk,args=(coon,addr))
    25     s.close()
    26 #因为是循环,所以就不用p.join了
    服务端
    1 from socket import *
     2 c = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
     3 c.connect(('127.0.0.1',8081))
     4 while True:
     5     cmd = input('>>:').strip()
     6     if not cmd:continue
     7     c.send(cmd.encode('utf-8'))
     8     data = c.recv(1024)
     9     print('接受的是%s'%data.decode('utf-8'))
    10 c.close()
    客户端


    三.回调函数

    回调函数什么时候用?(回调函数在爬虫中最常用)
    
    造数据的非常耗时
    
    处理数据的时候不耗时
    
     
    
     
    
    你下载的地址如果完成了,就自动提醒让主进程解析
    
    谁要是好了就通知解析函数去解析(回调函数的强大之处)
    

    需要回调函数的场景:进程池中任何一个任务一旦处理完了,就立即告知主进程:我好了额,你可以处理我的结果了。主进程则调用一个函数去处理该结果,该函数即回调函数

    我们可以把耗时间(阻塞)的任务放到进程池中,然后指定回调函数(主进程负责执行),这样主进程在执行回调函数时就省去了I/O的过程,直接拿到的是任务的结果。

    1 from  multiprocessing import Pool
     2 import requests
     3 import os
     4 import time
     5 def get_page(url):
     6     print('<%s> is getting [%s]' %(os.getpid(),url))
     7     response = requests.get(url)  #得到地址
     8     time.sleep(2)
     9     print('<%s> is  done [%s]'%(os.getpid(),url))
    10     return {'url':url,'text':response.text}
    11 def parse_page(res):
    12     '''解析函数'''
    13     print('<%s> parse [%s]'%(os.getpid(),res['url']))
    14     with open('db.txt','a') as f:
    15         parse_res = 'url:%s size:%s
    ' %(res['url'],len(res['text']))
    16         f.write(parse_res)
    17 if __name__ == '__main__':
    18     p = Pool(4)
    19     urls = [
    20         'https://www.baidu.com',
    21         'http://www.openstack.org',
    22         'https://www.python.org',
    23         'https://help.github.com/',
    24         'http://www.sina.com.cn/'
    25     ]
    26     for url in urls:
    27         obj = p.apply_async(get_page,args=(url,),callback=parse_page)
    28     p.close()
    29     p.join()
    30     print('',os.getpid())  #都不用.get()方法了
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    如果在主进程中等待进程池中所有任务都执行完毕后,再统一处理结果,则无需回调函数

    1 from  multiprocessing import Pool
     2 import requests
     3 import os
     4 def get_page(url):
     5     print('<%os> get [%s]' %(os.getpid(),url))
     6     response = requests.get(url)  #得到地址  response响应
     7     return {'url':url,'text':response.text}
     8 if __name__ == '__main__':
     9     p = Pool(4)
    10     urls = [
    11         'https://www.baidu.com',
    12         'http://www.openstack.org',
    13         'https://www.python.org',
    14         'https://help.github.com/',
    15         'http://www.sina.com.cn/'
    16     ]
    17     obj_l= []
    18     for url in urls:
    19         obj = p.apply_async(get_page,args=(url,))
    20         obj_l.append(obj)
    21     p.close()
    22     p.join()
    23     print([obj.get() for obj in obj_l])
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