本文以實例形式分析了Python多進程編程技術，有助于進一步Python程序設計技巧。分享給大家供大家參考。具體分析如下：

一般來說，由于Python的線程有些限制，例如多線程不能充分利用多核CPU等問題，因此在Python中我們更傾向使用多進程。但在做不阻塞的異步UI等場景，我們也會使用多線程。本篇文章主要探討Python多進程的問題。

Python在2.6引入了多進程的機制，并提供了豐富的組件及api以方便編寫并發(fā)應用。multiprocessing包的組件Process, Queue, Pipe, Lock等組件提供了與多線程類似的功能。使用這些組件，可以方便地編寫多進程并發(fā)程序。

Process

Process的使用有點像java.lang.Thread，但Thread是線程。start方法用以啟動某個進程。一個簡單的示例：

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())

實例化一個Process必須要指定target和args。target是新的進程的入口方法，可以認為是main方法。args是該方法的參數(shù)列表。啟動進程類似于啟動Thread，必須要調用start方法。也可以繼承Process，覆蓋run方法，在run方法中實現(xiàn)該進程的邏輯。調用join方法會阻塞當前調用進程，直到被調用進程運行結束。
手工終止一個進程可以調用terminate方法，在UNIX系統(tǒng)中，該方法會發(fā)送SIGTERM信號量，而在windows系統(tǒng)中，會借助TerminateProcess方法。需要注意的是，exit處理邏輯并不會被執(zhí)行，該進程的子進程不會被終止，他們只會變成孤兒進程。

Queue

Queue是多進程安全的隊列，可以使用Queue實現(xiàn)多進程之間的數(shù)據(jù)傳遞。put方法用以插入數(shù)據(jù)到隊列中，put方法還有兩個可選參數(shù)：blocked和timeout。如果blocked為True（默認值），并且timeout為正值，該方法會阻塞timeout指定的時間，直到該隊列有剩余的空間。如果超時，會拋出Queue.Full異常。如果blocked為False，但該Queue已滿，會立即拋出Queue.Full異常。

get方法可以從隊列讀取并且刪除一個元素。同樣，get方法有兩個可選參數(shù)：blocked和timeout。如果blocked為True（默認值），并且timeout為正值，那么在等待時間內沒有取到任何元素，會拋出Queue.Empty異常。如果blocked為False，有兩種情況存在，如果Queue有一個值可用，則立即返回該值，否則，如果隊列為空，則立即拋出Queue.Empty異常。Queue的一段示例代碼：

from multiprocessing import Process, Queue
def offer(queue):
  queue.put("Hello World")
def test(queue, num):
  queue.put("Hello World: " + str(num))
if __name__ == '__main__':
  q = Queue()
  p1 = Process(target=test, args=(q, 1))
  p1.start()
  p = Process(target=offer, args=(q,))
  p.start()
  p2 = Process(target=test, args=(q, 2))
  p2.start()
  p2 = Process(target=test, args=(q, 3))
  p2.start()
  print q.get()
  print q.get()
  print q.get()
  print q.get()
  print q.close()

輸出：

Hello World: 1
Hello World
Hello World: 2
None

Pipes

Pipe方法返回(conn1, conn2)代表一個管道的兩個端。Pipe方法有duplex參數(shù)，如果duplex參數(shù)為True(默認值)，那么這個管道是全雙工模式，也就是說conn1和conn2均可收發(fā)。duplex為False，conn1只負責接受消息，conn2只負責發(fā)送消息。

send和recv方法分別是發(fā)送和接受消息的方法。例如，在全雙工模式下，可以調用conn1.send發(fā)送消息，conn1.recv接收消息。如果沒有消息可接收，recv方法會一直阻塞。如果管道已經(jīng)被關閉，那么recv方法會拋出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等組件可用于同步。下面是使用Lock的一個示例：

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()

總結

以上是Python multiprocessing庫的簡單介紹和實例，熟悉Java多線程開發(fā)的同學是不是覺得很熟悉，和java的Concurrency API很像，不過javaConcurrency是處理多線程的而已，我們可以直接按照以前Java多線程的經(jīng)驗用這些API。

感興趣的朋友可以測試運行本文實例以加深理解。相信本文所述對大家Python程序設計的學習有一定的借鑒價值。

最新評論