python-----多进程笔记

多进程笔记：

在Python中多进程的创建方式对比：

1.在Python中，可以通过os.fork()创建子进程，但是这种方式智能在'linux'和'unix'以及'mac'下面使用，不能跨平台，所以一般不推荐使用这种方式。
2.使用'multiprocessing'模块也可以创建多进程，并且这种方式在写起来更加简单，并且支持跨平台，
所以一般推荐使用'multiprocessing'的方式来写多进程的代码。

'multiprocessing'的基本用法：

'multiprocessing'这个模块下面有一个'Process'的类，使用这个类可以创建一个多进程，使用方式如下：

from multiprocessing import Process
import os

def demo():
    print('我是子进程--->')
    print('子进程进程号是%s'%(os.getpid()))
    print('父进程进程号是%s'%(os.getppid()))

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=demo)
    p.start()
    print('主进程的进程号是%s'%(os.getpid()))

需要注意一点的是，如果在'windows'操作系统下，
所有和进程创建相关的代码都必须放在'if name == 'main''下面，否则会报错。

获取进程号：

1.通过'os.getpid()'可以获取到当前这个进程的id
2.通过'os.getppid()'可以获取到当前这个进程的父进程的id

父进程会等待所有子进程执行完毕后再退出：

如果在父进程中执行完所有代码后，还有子进程在执行，那么父进程会等待子进程执行完所有代码后再退出。

'join'方法：

'join'方法可以让你的主进程阻塞，直到这个子进程执行完毕以后才会执行主进程后面的代码。

from multiprocessing import Process
import os
import time

def demo():
    for i in range(5):
        print('子进程')
        time.sleep(1)

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=demo)
    p.start()
    print('主进程')

    p.join() # join方法的时候，就相当于主进程会阻塞在这个地方，直到这个子进程执行完毕以后才会执行父进程后的代码
    print('执行完毕')

适用于类的方式创建子进程

1.使用'Process'作为父类，重新自定义一个类。
2.在自定义的类中，重写父类的'run'方法，这个是必须的，其他方法，就按照你平时如何写就可以了。
3.使用自定义的进程类创建子进程的时候，不需要传'target'参数。

from multiprocessing import Process
import os
class MyProcess(Process):
    def run(self):
        print('子进程的id：%s' % os.getpid())
        print('父进程的id：%s' % os.getppid())
        for i in range(5):
            print('子进程：%s'%i)

if __name__ == '__main__':
    p = MyProcess()
    p.start()
    print('父进程的id：%s'%os.getpid())
    print('子进程开始了')
    p.join()
    print('子进程结束了')

进程池：

1.'multiprocessing'中的'Pool'可以实现一个容器，来管理子进程。
2.使用进程池有什么好处，进程池可以控制同一时刻，最多只能有多少个进程在运行。
3.主进程不会等待进程池中的子进程都执行完毕以后再退出，二十如果父进程代码执行完毕以后，就会将整个程序都退出，
所有我们在写进程池的时候，应该使用'pool.join()'来保证进程池中所有的子进程都能够执行完成。
4.'apply_async'相当于是并联的方式执行（同一时刻只能执行一个任务，并且只能等待前面的任务执行完后，才能执行后面的任务）

from multiprocessing import Pool
import os
import time
def demo(num):
    for x in range(5):
        print('子进程id：%s ,值：%s'% (os.getpid(),num))
        time.sleep(2)
if __name__ == '__main__':
    # 这个池子中同一时刻最多只能有3个进程
    pool = Pool(2)
    for x in range(10):
        pool.apply_async(demo,args=(x,))
    # 关闭进程池，不能再添加新进程了
    pool.close()
    # 主进程把子进程添加到进程池中后，不会等待进程池中其他的子进程都执行完毕后再退出，
    # 而是当主进程的代码执行完毕后悔立刻退出，因此如果这个地方没有join，那么子进程将得不到执行。
    pool.join()

进程间数据不共享：

在程序中创建了子进程，子进程会完全copy一份主进程的环境，包括变量、函数、类等。
所以在子进程中使用变量、函数等的时候，其实是使用的是子进程中的那一份，跟主进程没有任何关系。

from  multiprocessing import Process

AGE = 1

def hello():
    print('hello')

def greet(names):
    global AGE
    AGE += 1
    names.append('ketang')
    print('=====子进程代码=====')
    print('AGE的值：%d, AGE的id：%s' % (AGE,id(AGE)))
    print('names：%s' % names)
    print(id(hello))
    print('=====子进程代码=====')

if __name__ == '__main__':
    names = ['demo']
    p = Process(target=greet,args=(names,))
    p.start()
    p.join()
    print('=====父进程代码=====')
    print('AGE的值：%d, AGE的id：%s' % (AGE,id(AGE)))
    print('names：%s' % names)
    print(id(hello))
    print('=====父进程代码=====')

Queue消息队列：

1. Queue(n)：初始化一个消息队列，并指定这个队列中最多能够容纳多少条消息。
2. put(obj,[block,[timeout]])：推入一条消息到这个队列中。默认是阻塞的，也就是说如果这个消息队列中已经满了，
   那么会一直等待，将这个消息添加到消息队列中。timeout可以指定这个阻塞最长时间，如果超过这个时间还是满的，就会抛出异常。
3. put_nowait()：非阻塞的推入一条消息，如果这个队列已经满了，那么会立马抛出异常。
4. qsize()：获取这个消息队列消息的数量。
5. full()：判断这个消息队列是否满了。
6. empty()：判断这个消息队列是否空了。
7. get([block,[timeout]])：获取队列中的一条消息，然后将其从队列中移除，block默认为True。如果设置block为False，
   那么如果没值，会立马抛出异常。timeout指定如果多久没有获取到值后会抛出异常。

from multiprocessing import Queue

# Queue可以指定maxsize的值
# 以后这个队列中就只能装maxsize个值
# 如果不指定，那么就是为-1
# -1 意味着可以装任意多个消息，直到你的内存满了
q = Queue(3)

# put方法，可以传递任意数据类型的消息
q.put('m1')
q.put('m2')
q.put('m3')
# qsize: 获取这个消息队列中总共的消息数量
print('qsize:%s' % q.qsize())
# full, 如果消息队列满了，那么会返回True，否则返回False
print(q.full())
# empty：如果消息队列为空，那么会返回True，否则返回False
print(q.empty())

# put方法默认是阻塞的方式
# 如果消息队列已经满了，那么会阻塞在这个地方，直到这个消息队列没有满为止
# block参数：可以设置为False，如果为False，那么意味着不会阻塞，如果消息队列满了，那么会立马抛出一个异常
# timeout参数：指定阻塞的最长时间。如果超过了这个时间就不再阻塞，而是抛出一个异常。
# q.put('m4',block=True,timeout=2)
# put_nowait：其实等价于q.put(obj,block=False)
# q.put_nowait('m4')
# print('finished')

# get方法：获取到的是第一个添加进去的值。
# get方法：除了获取这个值外，还会把这个值从消息队列中删除掉
# block参数：默认是等于True，即以阻塞的方式获取值，如果这个队列中没有任何消息，那么会阻塞到这个地方。如果block=False，那么如果队列中没有值，就会立即抛出异常。
# timeout参数：指定阻塞的最长时间，如果超过了这个时间就不再阻塞，而是抛出一个异常
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get(block=True,timeout=2))

使用Queue做进程间通信：

1. 给Process进程做通信：直接使用Queue的对象座位进程的参数就可以了。
2. 给Pool进程做通信，应该使用multiprocessing.Manager().Queue()对象来做通信，
   这个对象的使用方法跟multiprocessing.Queue()是一样的。

from multiprocessing import Process,Queue
import os

def write(q):
    for x in ['m1','m2','m3']:
        q.put(x)
        print('子进程%s已经存放了消息：%s' % (os.getpid(),x))

def read(q):
    while True:
        try:
            msg = q.get(block=False)
            print('子进程%s已经读取了消息：%s' % (os.getpid(),msg))
        except:
            print('所有消息都已经取出来了')
            break

if __name__ == '__main__':
    q = Queue()
    pw = Process(target=write,args=(q,))
    pr = Process(target=read,args=(q,))

    pw.start()
    pr.start()

    pw.join()

from multiprocessing import Process,Queue,Pool,Manager
import os

def write(q):
    for x in ['m1','m2','m3']:
        q.put(x)
        print('子进程%s已经存放了消息：%s' % (os.getpid(),x))

def read(q):
    while True:
        try:
            msg = q.get(block=False)
            print('子进程%s已经读取了消息：%s' % (os.getpid(),msg))
        except:
            print('所有消息都已经取出来了')
            break

if __name__ == '__main__':
    q = Manager().Queue()
    pool = Pool(2)
    pool.apply(func=write,args=(q,))
    pool.apply(func=read,args=(q,))