Python之路-进程

Posted 2020-10-05

进程

     进程的定义：进行中的过程，是对正在运行程序的一个抽象。

1.multiprocessing模块介绍

    python中的多线程无法利用多核优势，如果想要充分地使用多核CPU的资源（os.cpu_count()查看），在python中大部分情况需要使用多进程。Python提供了multiprocessing。
    multiprocessing模块用来开启子进程，并在子进程中执行我们定制的任务（比如函数），该模块与多线程模块threading的编程接口类似。

　 multiprocessing模块的功能众多：支持子进程、通信和共享数据、执行不同形式的同步，提供了Process、Queue、Pipe、Lock等组件。

    需要再次强调的一点是：与线程不同，进程没有任何共享状态，进程修改的数据，改动仅限于该进程内。

2.process类

    创建进程的类：

Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])，由该类实例化得到的对象，表示一个子进程中的任务（尚未启动）

强调：
1. 需要使用关键字的方式来指定参数
2. args指定的为传给target函数的位置参数，是一个元组形式，必须有逗号

    参数介绍：

 

1 group参数未使用，值始终为None
2 target表示调用对象，即子进程要执行的任务 
3 args表示调用对象的位置参数元组，args=(1,2,‘egon‘,)
4 kwargs表示调用对象的字典,kwargs={‘name‘:‘egon‘,‘age‘:18} 
5 name为子进程的名称

　 方法介绍：

 1 p.start()：启动进程，并调用该子进程中的p.run() 
 2 p.run():进程启动时运行的方法，正是它去调用target指定的函数，我们自定义类的类中一定要实现该方法   
 3 p.terminate():强制终止进程p，不会进行任何清理操作，如果p创建了子进程，该子进程就成了僵尸进程，使用该方法需要特别小心这种情况。如果p还保存了一个锁那么也将不会被释放，进而导致死锁
 4 p.is_alive():如果p仍然运行，返回True 
 5 p.join([timeout]):主线程等待p终止（强调：是主线程处于等的状态，而p是处于运行的状态）。timeout是可选的超时时间，需要强调的是，p.join只能join住start开启的进程，而不能join住run开启的进程  

    属性介绍：

1 p.daemon：默认值为False，如果设为True，代表p为后台运行的守护进程，当p的父进程终止时，p也随之终止，并且设定为True后，p不能创建自己的新进程，必须在p.start()之前设置 
2 p.name:进程的名称
3 p.pid：进程的pid
4 p.exitcode:进程在运行时为None、如果为–N，表示被信号N结束(了解即可)
5 p.authkey:进程的身份验证键,默认是由os.urandom()随机生成的32字符的字符串。这个键的用途是为涉及网络连接的底层进程间通信提供安全性，这类连接只有在具有相同的身份验证键时才能成功（了解即可）

 3.process类

      注意：在windows中Process()必须放到# if __name__ == ‘__main__‘:下

      创建并开启子进程的两种方式

      #开进程的方法一:

  import time
  import random
  from multiprocessing import Process
  def piao(name):
     print(‘%s piaoing‘ %name)
     time.sleep(random.randrange(1,5))
     print(‘%s piao end‘ %name)

  p1=Process(target=piao,args=(‘user1‘,)) #必须加,号
  p2=Process(target=piao,args=(‘user2‘,))
  p3=Process(target=piao,args=(‘user3‘,))
  p4=Process(target=piao,args=(‘user4‘,))

  p1.start()
  p2.start()
  p3.start()
  p4.start()
  print(‘主线程‘)  #开进程的方法二  import time

  import random
  from multiprocessing import Process


  class Piao(Process):
      def __init__(self,name):
          super().__init__()
          self.name=name
      def run(self):
          print(‘%s piaoing‘ %self.name)

          time.sleep(random.randrange(1,5))
          print(‘%s piao end‘ %self.name)

  p1=Piao(‘egon‘)
  p2=Piao(‘alex‘)
  p3=Piao(‘wupeiqi‘)
  p4=Piao(‘yuanhao‘)

  p1.start() #start会自动调用run
  p2.start()
  p3.start()
  p4.start()
  print(‘主线程‘)

4.守护进程

       主进程创建守护进程

　　  其一：守护进程会在主进程代码执行结束后就终止

　　  其二：守护进程内无法再开启子进程,否则抛出异常：AssertionError: daemonic processes are not allowed to have children

        注意：进程之间是互相独立的，主进程代码运行结束，守护进程随即终止

       示例：

       from multiprocessing import Process

  import time
  import random

  class Piao(Process):
      def __init__(self,name):
          self.name=name
          super().__init__()
      def run(self):
          print(‘%s is piaoing‘ %self.name)
          time.sleep(random.randrange(1,3))
          print(‘%s is piao end‘ %self.name)


  p=Piao(‘egon‘)
  p.daemon=True #一定要在p.start()前设置,设置p为守护进程,禁止p创建子进程,并且父进程代码执行结束,p即终止运行
  p.start()
  print(‘主‘)

5.队列

      进程彼此之间互相隔离，要实现进程间通信（IPC），multiprocessing模块支持两种形式：队列和管道，这两种方式都是使用消息传递的

　   创建队列的类（底层就是以管道和锁定的方式实现）：

 1 Queue([maxsize]):创建共享的进程队列，Queue是多进程安全的队列，可以使用Queue实现多进程之间的数据传递。 

    参数介绍：

 1 maxsize是队列中允许最大项数，省略则无大小限制。    

　 方法介绍：

    主要方法：

1 q.put方法用以插入数据到队列中，put方法还有两个可选参数：blocked和timeout。如果blocked为True（默认值），并且timeout为正值，该方法会阻塞timeout指定的时间，直到该队列有剩余的空间。如果超时，会抛出Queue.Full异常。如果blocked为False，但该Queue已满，会立即抛出Queue.Full异常。
2 q.get方法可以从队列读取并且删除一个元素。同样，get方法有两个可选参数：blocked和timeout。如果blocked为True（默认值），并且timeout为正值，那么在等待时间内没有取到任何元素，会抛出Queue.Empty异常。如果blocked为False，有两种情况存在，如果Queue有一个值可用，则立即返回该值，否则，如果队列为空，则立即抛出Queue.Empty异常.
3  
4 q.get_nowait():同q.get(False)
5 q.put_nowait():同q.put(False)
6 
7 q.empty():调用此方法时q为空则返回True，该结果不可靠，比如在返回True的过程中，如果队列中又加入了项目。
8 q.full()：调用此方法时q已满则返回True，该结果不可靠，比如在返回True的过程中，如果队列中的项目被取走。
9 q.qsize():返回队列中目前项目的正确数量，结果也不可靠，理由同q.empty()和q.full()一样