并发编程之多进程
Posted 战争热诚
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了并发编程之多进程相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一 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。
二 Process类的介绍
创建进程的类：
Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])，由该类实例化得到的对象， 可用来开启一个子进程 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：
group参数未使用，值始终为None
target表示调用对象，即子进程要执行的任务
args表示调用对象的位置参数元组，args=(1,2,\'egon\',)
kwargs表示调用对象的字典,kwargs={\'name\':\'egon\',\'age\':18}
name为子进程的名称
方法介绍：
p.start()：启动进程，并调用该子进程中的p.run() 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 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 p.is_alive():如果p仍然运行，返回True 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。
属性介绍：
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 p.name:进程的名称 p.pid：进程的pid
三，Process类的使用
注意：在windows中Process()必须放到# if __name__ == \'__main__\':下
Since Windows has no fork, the multiprocessing module starts a new Python
process and imports the calling module.
If Process() gets called upon import, then this sets off an infinite succession of
new processes (or until your machine runs out of resources).
This is the reason for hiding calls to Process() inside
if __name__ == "__main__"
since statements inside this if-statement will not get called upon import.
由于Windows没有fork，多处理模块启动一个新的Python进程并导入调用模块。
如果在导入时调用Process（），那么这将启动无限继承的新进程（或直到机器耗尽资源）。
这是隐藏对Process（）内部调用的原，使用if __name__ == “__main __”，这个if语句
中的语句将不会在导入时被调用。
创建并开启子进程的方式一
代码如下：
import time
import random
from multiprocessing import Process
import os
def work(name):
\'\'\'
创建并开启子进程的方式1：Process传字典，或者 args传参都可以
:param name:
:return:
\'\'\'
print("%s working " % name)
time.sleep(random.randrange(1, 2))
print(\'%s working end \' % name)
print(\'这里是进程: %sd 父进程ID：%s\' % (os.getpid(), os.getppid()))
if __name__ == \'__main__\':
# 实例化得到四个对象
p1 = Process(target=work, args=(\'james\', ))
p2 = Process(target=work, args=(\'durant\', ))
p3 = Process(target=work, args=(\'curry\', ))
p4 = Process(target=work, args=(\'harden\', ))
# 调用对象下的方法，开启进程,应用程序是开不了子进程的
# p.start() 给操作系统发送信号，告诉操作系统给开个子进程把
# 操作系统收到后，申请内存空间，把父进程的地址空间数据，拷贝给子进程
# 作为子进程的初始状态
p1.start()
p2.start()
p3.start()
p4.start()
print("主进程")
\'\'\'
主进程
james working
curry working
harden working
durant working
james working end
curry working end
这里是进程: 7644d 父进程ID：10504
harden working end
这里是进程: 9988d 父进程ID：10504
这里是进程: 1020d 父进程ID：10504
durant working end
这里是进程: 8368d 父进程ID：10504
\'\'\'
创建并开启子进程的方式二
代码如下：
import time
import random
from multiprocessing import Process
import os
class Work(Process):
\'\'\'
创建并开启子进程的方式2：自己写一个子类去继承它，不用默认的类
方法一定要写run，虽然我们不用默认的了，但是我们要写和默认一样的方法
为什么呢，我们继承了基类Process，就重构基类的方法，具体看源码
:param name:
:return:
\'\'\'
def __init__(self, name):
super().__init__()
self.name = name
def run(self):
print("%s working " % self.name)
time.sleep(random.randrange(1, 2))
print(\'%s working end \' % self.name)
print(\'这里是进程: %sd 父进程ID：%s\' % (os.getpid(), os.getppid()))
if __name__ == \'__main__\':
# 实例化得到四个对象
p1 = Work(\'james\')
p2 = Work(\'durant\')
p3 = Work(\'curry\')
p4 = Work(\'harden\')
# 调用对象下的方法，开启进程,应用程序是开不了子进程的
# p.start() 给操作系统发送信号，告诉操作系统给开个子进程把
# 操作系统收到后，申请内存空间，把父进程的地址空间数据，拷贝给子进程
# 作为子进程的初始状态
p1.start()
p2.start()
p3.start()
p4.start()
print("主进程")
\'\'\'
主进程
james working
durant working
curry working
harden working
james working end
这里是进程: 11124d 父进程ID：11704
durant working end
这里是进程: 12084d 父进程ID：11704
curry working end
这里是进程: 11128d 父进程ID：11704
harden working end
这里是进程: 2784d 父进程ID：11704
\'\'\'
进程直接的内存空间是隔离的
from multiprocessing import Process
n=100 #在windows系统中应该把全局变量定义在if __name__ == \'__main__\'之上就可以了
def work():
global n
n=0
print(\'子进程内: \',n)
if __name__ == \'__main__\':
p=Process(target=work)
p.start()
print(\'主进程内: \',n)
僵尸进程与孤儿进程（了解）
参考博客：http://www.cnblogs.com/Anker/p/3271773.html 一：僵尸进程（有害） 僵尸进程：一个进程使用fork创建子进程，如果子进程退出，而父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程称之为僵死进程。详解如下 我们知道在unix/linux中，正常情况下子进程是通过父进程创建的，子进程在创建新的进程。子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程到底什么时候结束，如果子进程一结束就立刻回收其全部资源，那么在父进程内将无法获取子进程的状态信息。 因此，UNⅨ提供了一种机制可以保证父进程可以在任意时刻获取子进程结束时的状态信息： 1、在每个进程退出的时候，内核释放该进程所有的资源，包括打开的文件，占用的内存等。但是仍然为其保留一定的信息（包括进程号the process ID，退出状态the termination status of the process，运行时间the amount of CPU time taken by the process等） 2、直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放. 但这样就导致了问题，如果进程不调用wait / waitpid的话，那么保留的那段信息就不会释放，其进程号就会一直被占用，但是系统所能使用的进程号是有限的，如果大量的产生僵死进程，将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程. 此即为僵尸进程的危害，应当避免。 任何一个子进程(init除外)在exit()之后，并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构，等待父进程处理。这是每个子进程在结束时都要经过的阶段。如果子进程在exit()之后，父进程没有来得及处理，这时用ps命令就能看到子进程的状态是“Z”。如果父进程能及时 处理，可能用ps命令就来不及看到子进程的僵尸状态，但这并不等于子进程不经过僵尸状态。 如果父进程在子进程结束之前退出，则子进程将由init接管。init将会以父进程的身份对僵尸状态的子进程进行处理。 二：孤儿进程（无害） 孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。 孤儿进程是没有父进程的进程，孤儿进程这个重任就落到了init进程身上，init进程就好像是一个民政局，专门负责处理孤儿进程的善后工作。每当出现一个孤儿进程的时候，内核就把孤 儿进程的父进程设置为init，而init进程会循环地wait()它的已经退出的子进程。这样，当一个孤儿进程凄凉地结束了其生命周期的时候，init进程就会代表党和政府出面处理它的一切善后工作。因此孤儿进程并不会有什么危害。 我们来测试一下（创建完子进程后，主进程所在的这个脚本就退出了，当父进程先于子进程结束时，子进程会被init收养，成为孤儿进程，而非僵尸进程），文件内容 import os import sys import time pid = os.getpid() ppid = os.getppid() print \'im father\', \'pid\', pid, \'ppid\', ppid pid = os.fork() #执行pid=os.fork()则会生成一个子进程 #返回值pid有两种值： # 如果返回的pid值为0，表示在子进程当中 # 如果返回的pid值>0，表示在父进程当中 if pid > 0: print \'father died..\' sys.exit(0) # 保证主线程退出完毕 time.sleep(1) print \'im child\', os.getpid(), os.getppid() 执行文件，输出结果： im father pid 32515 ppid 32015 father died.. im child 32516 1 看，子进程已经被pid为1的init进程接收了，所以僵尸进程在这种情况下是不存在的，存在只有孤儿进程而已，孤儿进程声明周期结束自然会被init来销毁。 三：僵尸进程危害场景： 例如有个进程，它定期的产 生一个子进程，这个子进程需要做的事情很少，做完它该做的事情之后就退出了，因此这个子进程的生命周期很短，但是，父进程只管生成新的子进程，至于子进程 退出之后的事情，则一概不闻不问，这样，系统运行上一段时间之后，系统中就会存在很多的僵死进程，倘若用ps命令查看的话，就会看到很多状态为Z的进程。 严格地来说，僵死进程并不是问题的根源，罪魁祸首是产生出大量僵死进程的那个父进程。因此，当我们寻求如何消灭系统中大量的僵死进程时，答案就是把产生大 量僵死进程的那个元凶枪毙掉（也就是通过kill发送SIGTERM或者SIGKILL信号啦）。枪毙了元凶进程之后，它产生的僵死进程就变成了孤儿进 程，这些孤儿进程会被init进程接管，init进程会wait()这些孤儿进程，释放它们占用的系统进程表中的资源，这样，这些已经僵死的孤儿进程 就能瞑目而去了。 四：测试 #1、产生僵尸进程的程序test.py内容如下 #coding:utf-8 from multiprocessing import Process import time,os def run(): print(\'子\',os.getpid()) if __name__ == \'__main__\': p=Process(target=run) p.start() print(\'主\',os.getpid()) time.sleep(1000) #2、在unix或linux系统上执行 [root@vm172-31-0-19 ~]# python3 test.py & [1] 18652 [root@vm172-31-0-19 ~]# 主 18652 子 18653 [root@vm172-31-0-19 ~]# ps aux |grep Z USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 18653 0.0 0.0 0 0 pts/0 Z 20:02 0:00 [python3] <defunct> #出现僵尸进程 root 18656 0.0 0.0 112648 952 pts/0 S+ 20:02 0:00 grep --color=auto Z [root@vm172-31-0-19 ~]# top #执行top命令发现1zombie top - 20:03:42 up 31 min, 3 users, load average: 0.01, 0.06, 0.12 Tasks: 93 total, 2 running, 90 sleeping, 0 stopped, 1 zombie %Cpu(s): 0.0 us, 0.3 sy, 0.0 ni, 99.7 id, 0.0 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st KiB Mem : 1016884 total, 97184 free, 70848 used, 848852 buff/cache KiB Swap: 0 total, 0 free, 0 used. 782540 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND root 20 0 29788 1256 988 S 0.3 0.1 0:01.50 elfin #3、 等待父进程正常结束后会调用wait／waitpid去回收僵尸进程 但如果父进程是一个死循环，永远不会结束，那么该僵尸进程就会一直存在，僵尸进程过多，就是有害的 解决方法一：杀死父进程 解决方法二：对开启的子进程应该记得使用join，join会回收僵尸进程 参考python2源码注释 class Process(object): def join(self, timeout=None): \'\'\' Wait until child process terminates \'\'\' assert self._parent_pid == os.getpid(), \'can only join a child process\' assert self._popen is not None, \'can only join a started process\' res = self._popen.wait(timeout) if res is not None: _current_process._children.discard(self) join方法中调用了wait，告诉系统释放僵尸进程。discard为从自己的children中剔除 解决方法三：http://blog.csdn.net/u010571844/article/details/50419798
查看进程与pid
from multiprocessing import Process
import time
import random
class Piao(Process):
def __init__(self,name):
# self.name=name
# super().__init__() #Process的__init__方法会执行self.name=Piao-1,
# #所以加到这里,会覆盖我们的self.name=name
#为我们开启的进程设置名字的做法
super().__init__()
self.name=name
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.start()
print(\'开始\')
print(p.pid) #查看pid
name与pid
四，Process对象的join方法
在主进程运行过程中如果想要并发的执行其他任务，我们可以开启子进程，此时主进程的任务和子进程的任务分为两种情况
一种情况是：在主进程的任务与子进程的任务彼此独立的情况下，主进程的任务先执行完毕后，主进程还需要等待子进程执行完毕，然后统一回收资源
一种情况是：如果主进程的任务在执行到某一个阶段时，需要等待子进程执行完毕后才能继续执行，就需要一种机制能够让主进程监测子进程是否运行完毕，在子进程执行完毕后才继续执行，否则一直在原地阻塞，这就是join方法的作用。
from multiprocessing import Process
import time
import os
def task(name):
print("%s is running ,parent is %s"%(name,os.getppid()))
time.sleep(1)
if __name__ == \'__main__\':
p1 = Process(target=task,args=(\'子进程1\',))
# print(p1.is_alive())
p2 = Process(target=task, args=(\'子进程2\',))
p3 = Process(target=task, args=(\'子进程3\',))
# print(p1.is_alive())
p1.start()
print(p1.is_alive())
p2.start()
p3.start()
p1.join()
p2.join()
p3.join()
print(p1.is_alive())
print("主进程 %s is running ,parent is %s" % (os.getpid(), os.getppid()))
print(p1.name)
有人会有疑问，既然join是等待进程结束，那么我像下面join（）下去，进程不就变成串行了的吗？
当然不是了，必须明确join是让谁等？
详细解析如下： 进程只要start就会在开始运行了,所以p1-p4.start()时,系统中已经有四个并发的进程了 而我们p1.join()是在等p1结束,没错p1只要不结束主线程就会一直卡在原地,这也是问题的关键 join是让主线程等,而p1-p4仍然是并发执行的,p1.join的时候,其余p2,p3,p4仍然在运行,等#p1.join结束,可能p2,p3,p4早已经结束了,这样p2.join,p3.join.p4.join直接通过检测，无需等待 所以4个join花费的总时间仍然是耗费时间最长的那个进程运行的时间
练习题：改写下面程序，分别实现下述打印效果
from multiprocessing import Process
import time
import random
def task(n):
time.sleep(random.randint(1,3))
print(\'-------->%s\' %n)
if __name__ == \'__main__\':
p1=Process(target=task,args=(1,))
p2=Process(target=task,args=(2,))
p3=Process(target=task,args=(3,))
p1.start()
p2.start()
p3.start()
print(\'-------->4\')
效果一：保证最先输出-------->4
-------->4 -------->1 -------->3 -------->2
程序：不用修改
# _*_ coding: utf-8 _*_
from multiprocessing import Process
import time
import random
def task(n):
time.sleep(random.randint(1,2))
print("---------->%s"%n)
if __name__ ==\'__main__\':
p1 =Process(target=task,args=(1,))
p2 = Process(target=task, args=(2,))
p3 = Process(target=task, args=(3,))
p1.start()
p2.start()
p3.start()
print("---------->4")
效果二：保证最后输出-------->4
-------->2 -------->3 -------->1 -------->4
加上join
# _*_ coding: utf-8 _*_
from multiprocessing import Process
import time
import random
def task(n):
time.sleep(random.randint(1,2))
print("---------->%s"%n)
if __name__ ==\'__main__\':
p1 =Process(target=task,args=(1,))
p2 = Process(target=task, args=(2,))
p3 = Process(target=task, args=(3,))
p1.start()
p2.start()
p3.start()
p1.join()
p2.join()
p3.join()
print("---------->4")
效果三：保证按顺序输出
-------->1 -------->2 -------->3 -------->4
# _*_ coding: utf-8 _*_
from multiprocessing import Process
import time
import random
def task(n):
time.sleep(random.randint(1,2))
print("---------->%s"%n)
if __name__ ==\'__main__\':
p1 =Process(target=task,args=(1,))
p2 = Process(target=task, args=(2,))
p3 = Process(target=task, args=(3,))
\'\'\'这样写 是没有意义的，只是练习一下串行，这样写程序就成穿行的了
因为多进程的目的就是为了实现并发的效果\'\'\'
p1.start()
p1.join()
p2.start()
p2.join()
p3.start()
p3.join()
print("---------->4")
思考题：判断上述三种效果，哪种属于并发，那种属于串行？
前两种属于并发，第三种属于串行
五，Process对象的其他属性或方法
进程对象的其他方法一:terminate与is_alive
from multiprocessing import Process
import time
import random
def task(name):
print(\'%s is piaoing\' %name)
time.sleep(random.randrange(1,5))
print(\'%s is piao end\' %name)
if __name__ == \'__main__\':
p1=Process(target=task,args=(\'egon\',))
p1.start()
p1.terminate()#关闭进程,不会立即关闭,所以is_alive立刻查看的结果可能还是存活
print(p1.is_alive()) #结果为True
print(\'主\')
print(p1.is_alive()) #结果为False
进程对象的其他属性：name与pid
from multiprocessing import Process
import time
import random
def task(name):
print(\'%s is piaoing\' %name)
time.sleep(random.randrange(1,5))
print(\'%s is piao end\' %name)
if __name__ == \'__main__\':
p1=Process(target=task,args=(\'egon\',),name=\'子进程1\') #可以用关键参数来指定进程名
p1.start()
print(p1.name,p1.pid,)
六，守护进程
主进程创建子进程，然后将该进程设置成守护自己的进程，守护进程就好比崇祯皇帝身边的老太监，崇祯皇帝已死老太监就跟着殉葬了。
关于守护进程需要强调两点：
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
如果我们有两个任务需要并发执行，那么开一个主进程和一个子进程分别去执行就ok了，如果子进程的任务在主进程任务结束后就没有存在的必要了，那么该子进程应该在开启前就被设置成守护进程。主进程代码运行结束，守护进程随即终止
from multiprocessing import Process
import time
import random
def task(name):
print(\'%s is piaoing\' %name)
time.sleep(random.randrange(1,3))
print(\'%s is piao end\' %name)
if __name__ == \'__main__\':
p=Process(target=task,args=(\'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\') #只要终端打印出这一行内容，那么守护进程p也就跟着结束掉了
思考下面代码的执行结果可能有那些情况，为什么？
from multiprocessing import Process
import time
def foo():
print(123)
time.sleep(1)
print("end123")
def bar():
print(456)
time.sleep(3)
print("end456")
if __name__ == \'__main__\':
p1=Process(target=foo)
p2=Process(target=bar)
p1.daemon=True
p1.start()
p2.start()
print("main-------")
七，练习题
1，思考开启进程的方式一和方式二各开启了几个进程？
2，进程之间的内存空间是共享的还是隔离的？下述代码的执行结果是什么？
from multiprocessing import Process
n=100 #在windows系统中应该把全局变量定义在if __name__ == \'__main__\'之上就可以了
def work():
global n
n=0
print(\'子进程内: \',n)
if __name__ == \'__main__\':
p=Process(target=work)
p.start()
print(\'主进程内: \',n)
答：隔离的
子进程 内 0 主进程 内 100
3，基于多进程实现的并发套接字通信？
客户端
# _*_ coding: utf-8 _*_
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
ip_port = (\'127.0.0.1\', 9999)
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
server.connect(ip_port)
while True:
try:
cmd = input("请输入:").strip()
data = server.send(cmd.encode(\'utf-8\'))
if not data:
break
except ConnectionResetError:
break
recv_data = server.recv(1024)
print(recv_data)
server.close()
服务端
# _*_ coding: utf-8 _*_
import socket
from multiprocessing import Process
def talk(conn):
while True:
try:
data = conn.recv(1024)
if not data :
break
conn.send(data.upper())
except ConnectionResetError:
break
conn.close()
def server(ip_port):
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
server.bind(ip_port)
server.listen(5)
while True:
conn, addr = server.accept()
p =Process(target=talk,args=(conn,))
p.start()
server.close()
if __name__ == \'__main__\':
ip_port = (\'127.0.0.1\', 9999)
print(\'启动\')
server(ip_port)
4，思考每来一个客户端，服务端就开启一个新的进程来服务它，这种实现方式有没有问题？
这种方式是有问题的。
八，互斥锁
进程之间数据不共享，但是共享同一套文件系统，所以访问同一个文件，或者打印终端是没有问题的，但是带来的是竞争，竞争带来的结果是错乱，如下：
#并发运行,效率高,但竞争同一打印终端,带来了打印错乱
from multiprocessing import Process
import os,time
def work():
print(\'%s is running\' %os.getpid())
time.sleep(2)
print(\'%s is done\' %os.getpid())
if __name__ == \'__main__\':
for i in range(3):
p=Process(target=work)
p.start()
如何控制，就是加锁处理。而互斥锁的意思就是互相排斥，如果把多个进程比喻为多个人，互斥锁的工作原理就是多个人都要去争抢同一个资源：卫生间，一个人抢到卫生间后上一把锁，其他人都要等着，等到这个完成任务后释放锁，其他人才有可能有一个抢到......所以互斥锁的原理，就是把并发改成穿行，降低了效率，但保证了数据安全不错乱
#由并发变成了串行,牺牲了运行效率,但避免了竞争
from multiprocessing import Process,Lock
import os,time
def work(lock):
lock.acquire() #加锁
print(\'%s is running\' %os.getpid())
time.sleep(2)
print(\'%s is done\' %os.getpid())
lock.release() #释放锁
if __name__ == \'__main__\':
lock=Lock()
for i in range(3):
p=Process(target=work,args=(lock,))
p.start()
模拟抢票练习
多个进程共享同一文件，我们可以把文件当数据库，用多个进程模拟多个人执行抢票任务
#文件db.txt的内容为：{"count":1}
#注意一定要用双引号，不然json无法识别
from multiprocessing import Process
import time,json
def search(name):
dic=json.load(open(\'db.txt\'))
time.sleep(1)
print(\'\\033[43m%s 查到剩余票数%s\\033[0m\' %(name,dic[\'count\']))
def get(name):
dic=json.load(open(\'db.txt\'))
time.sleep(1) #模拟读数据的网络延迟
if dic[\'count\'] >0:
dic[\'count\']-=1
time.sleep(1) #模拟写数据的网络延迟
json.dump(dic,open(\'db.txt\',\'w\'))
print(\'\\033[46m%s 购票成功\\033[0m\' %name)
def task(name):
search(name)
get(name)
if __name__ == \'__main__\':
for i in range(10): #模拟并发10个客户端抢票
name=\'<路人%s>\' %i
p=Process(target=task,args=(name,))
p.start()
并发运行，效率高，但竞争写同一文件，数据写入错乱,只有一张票，卖成功给了10个人
<路人0> 查到剩余票数1 <路人1> 查到剩余票数1 <路人2> 查到剩余票数1 <路人3> 查到剩余票数1 <路人4> 查到剩余票数1 <路人5> 查到剩余票数1 <路人6> 查到剩余票数1 <路人7> 查到剩余票数1 <路人8> 查到剩余票数1 <路人9> 查到剩余票数1 <路人0> 购票成功 <路人4> 购票成功 <路人1> 购票成功 <路人5> 购票成功 <路人3> 购票成功 <路人7> 购票成功 <路人2> 购票成功 <路人6> 购票成功 <路人8> 购票成功 <路人9> 购票成功
加锁处理：购票行为由并发变成了串行，牺牲了运行效率，但保证了数据安全
#把文件db.txt的内容重置为：{"count":1}
from multiprocessing import Process,Lock
import time,json
def search(name):
dic=json.load(open(\'db.txt\'))
time.sleep(1)
print(\'\\033[43m%s 查到剩余票数%s\\033[0m\' %(name,dic[\'count\']))
def get(name):
dic=json.load(open(\'db.txt\'))
time.sleep(1) #模拟读数据的网络延迟
if dic[\'count\'] >0:
dic[\'count\']-=1
time.sleep(1) #模拟写数据的网络延迟
json.dump(dic,open(\'db.txt\',\'w\'))
print(\'\\033[46m%s 购票成功\\033[0m\' %name)
def task(name,lock):
search(name)
with lock: #相当于lock.acquire(),执行完自代码块自动执行lock.release()
get(name)
if __name__ == \'__main__\':
lock=Lock()
for i in range(10): #模拟并发10个客户端抢票
name=\'<路人%s>\' %i
p=Process(target=task,args=(name,lock))
p.start()
执行结果：
<路人0> 查到剩余票数1 <路人1> 查到剩余票数1 <路人2> 查到剩余票数1 <路人3> 查到剩余票数1 <路人4> 查到剩余票数1 <路人5> 查到剩余票数1 <路人6> 查到剩余票数1 <路人7> 查到剩余票数1 <路人8> 查到剩余票数1 <路人9> 查到剩余票数1 <路人0> 购票成功
互斥锁与join
使用join可以将并发变成串行，互斥锁的原理也是将并发变成穿行，那我们直接使用join就可以了啊，为何还要互斥锁，说到这里我赶紧试了一下
#把文件db.txt的内容重置为：{"count":1}
from multiprocessing import Process,Lock
import time,json
def search(name):
dic=json.load(open(\'db.txt\'))
print(\'\\033[43m%s 查到剩余票数%s\\033[0m\' %(name,dic[\'count\']))
def get(name):
dic=json.load(open(\'db.txt\'))
time.sleep(1) #模拟读数据的网络延迟
if dic[\'count\'] >0:
dic[\'count\']-=1
time.sleep(1) #模拟写数据的网络延迟
json.dump(dic,open(\'db.txt\',\'w\'))
print(\'\\033[46m%s 购票成功\\033[0m\' %name)
def task(name,):
search(name)
get(name)
if __name__ == \'__main__\':
for i in range(10):
name=\'<路人%s>\' %i
p=Process(target=task,args=(name,))
p.start()
p.join()
执行结果
<路人0> 查到剩余票数1 <路人0> 购票成功 <路人1> 查到剩余票数0 <路人2> 查到剩余票数0 <路人3> 查到剩余票数0 <路人4> 查到剩余票数0 <路人5> 查到剩余票数0 <路人6> 查到剩余票数0 <路人7> 查到剩余票数0 <路人8> 查到剩余票数0 <路人9> 查到剩余票数0
发现使用join将并发改成穿行，确实能保证数据安全，但问题是连查票操作也变成只能一个一个人去查了，很明显大家查票时应该是并发地去查询而无需考虑数据准确与否，此时join与互斥锁的区别就显而易见了，join是将一个任务整体串行，而互斥锁的好处则是可以将一个任务中的某一段代码串行，比如只让task函数中的get任务串行
def task(name,):
search(name) # 并发执行
lock.acquire()
get(name) #串行执行
lock.release()
总结
加锁可以保证多个进程修改同一块数据时，同一时间只能有一个任务可以进行修改，即串行地修改，没错，速度是慢了，但牺牲了速度却保证了数据安全。
虽然可以用文件共享数据实现进程间通信，但问题是：
1、效率低（共享数据基于文件，而文件是硬盘上的数据） 2、需要自己加锁处理
因此我们最好找寻一种解决方案能够兼顾：
1、效率高（多个进程共享一块内存的数据） 2、帮我们处理好锁问题。
这就是mutiprocessing模块为我们提供的基于消息的IPC通信机制：队列和管道。
队列和管道都是将数据存放于内存中，而队列又是基于（管道+锁）实现的，可以让我们从复杂的锁问题中解脱出来，因而队列才是进程间通信的最佳选择。
我们应该尽量避免使用共享数据，尽可能使用消息传递和队列，避免处理复杂的同步和锁问题，而且在进程数目增多时，往往可以获得更好的可获展性。
十，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）：
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：
maxsize是队列中允许最大项数，省略则无大小限制。
但需要明确：
1、队列内存放的是消息而非大数据
2、队列占用的是内存空间，因而maxsize即便是无大小限制也受限于内存大小
主要方法介绍：
q.put方法用以插入数据到队列中。 q.get方法可以从队列读取并且删除一个元素。
队列的使用：
from multiprocessing import Process,Queue q=Queue(3) #put ,get ,put_nowait,get_nowait,full,empty q.put(1) q.put(2) q.put(3) print(q.full()) #满了 # q.put(4) #再放就阻塞住了 print(q.get()) print(q.get()) print(q.get()) print(q.empty()) #空了 # print(q.get()) #再取就阻塞住了
以上是关于并发编程之多进程的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章