Python的多进程编程

Python在2.6引入了多进程的机制，并提供了丰富的组件及api以方便编写并发应用。multiprocessing包的组件Process, Queue, Pipe, Lock等组件提供了与多线程类似的功能。

使用这些组件。能够方便地编写多进程并发程序。

Process

Process等同于java.lang.Thread。start方法用以启动某个进程。一个简单的演示样例：

from multiprocessing import Process
import os
import time

def sleeper(name, seconds):
    print "Process ID# %s" % (os.getpid())
    print "Parent Process ID# %s" % (os.getppid())
    print "%s will sleep for %s seconds" % (name, seconds)
    time.sleep(seconds)

if __name__ == "__main__":
    child_proc = Process(target=sleeper, args=('bob', 5))
    child_proc.start()
    print "in parent process after child process start"
    print "parent process abount to join child process"
    child_proc.join()
    print "in parent process after child process join"
    print "the parent's parent process: %s" % (os.getppid())

 

实例化一个Process必需要指定target和args。

target是新的进程的入口方法，能够觉得是main方法。args是该方法的參数列表。启动进程类似于启动Thread，必需要调用start方法。

也能够继承Process，覆盖run方法，在run方法中实现该进程的逻辑。调用join方法会堵塞当前调用进程。直到被调用进程执行结束。

手工终止一个进程能够调用terminate方法，在UNIX系统中。该方法会发送SIGTERM信号量，而在windows系统中，会借助TerminateProcess方法。

须要注意的是。exit处理逻辑并不会被运行，该进程的子进程不会被终止，他们仅仅会变成孤儿进程。

Queue

Queue是多进程安全的队列，能够使用Queue实现多进程之间的数据传递。

put方法用以插入数据到队列中，put方法还有两个可选參数：blocked和timeout。假设blocked为True（默认值），而且timeout为正值，该方法会堵塞timeout指定的时间，直到该队列有剩余的空间。假设超时，会抛出Queue.Full异常。

假设blocked为False，但该Queue已满。会马上抛出Queue.Full异常。

get方法能够从队列读取而且删除一个元素。

相同，get方法有两个可选參数：blocked和timeout。假设blocked为True（默认值），而且timeout为正值。那么在等待时间内没有取到不论什么元素，会抛出Queue.Empty异常。假设blocked为False，有两种情况存在，假设Queue有一个值可用，则马上返回该值。否则，假设队列为空，则马上抛出Queue.Empty异常。Queue的一段演示样例代码：

from multiprocessing import Process, Queue

def offer(queue):
    queue.put("Hello World")

if __name__ == '__main__':
    q = Queue()
    p = Process(target=offer, args=(q,))
    p.start()
    print q.get()

 

Pipes

Pipe方法返回(conn1, conn2)代表一个管道的两个端。Pipe方法有duplex參数。假设duplex參数为True(默认值)，那么这个管道是全双工模式，也就是说conn1和conn2均可收发。duplex为False，conn1仅仅负责接受消息，conn2仅仅负责发送消息。

send和recv方法各自是发送和接受消息的方法。比如。在全双工模式下，能够调用conn1.send发送消息，conn1.recv接收消息。

假设没有消息可接收，recv方法会一直堵塞。假设管道已经被关闭，那么recv方法会抛出EOFError。

from multiprocessing import Process, Pipe

def send(conn):
    conn.send("Hello World")
    conn.close()

if __name__ == '__main__':
    parent_conn, child_conn = Pipe()
    p = Process(target=send, args=(child_conn,))
    p.start()
    print parent_conn.recv()

 

同步

multiprocessing包提供了Condition, Event, Lock, RLock, Semaphore等组件可用于同步。以下是使用Lock的一个演示样例：

from multiprocessing import Process, Lock

def l(lock, num):
    lock.acquire()
    print "Hello Num: %s" % (num)
    lock.release()

if __name__ == '__main__':
    lock = Lock()

    for num in range(20):
        Process(target=l, args=(lock, num)).start()