如何使用 multiprocessing.Manager()？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何使用 multiprocessing.Manager()？

【英文标题】：How to use a multiprocessing.Manager()?

【发布时间】：2012-03-15 06:11:09

【问题描述】：

我担心 python 中的multiprocessing.Manager()。示例如下：

import multiprocessing

def f(ns):
    ns.x *=10
    ns.y *= 10

if __name__ == '__main__':
    manager = multiprocessing.Manager()
    ns = manager.Namespace()
    ns.x = 1
    ns.y = 2

    print 'before', ns
    p = multiprocessing.Process(target=f, args=(ns,))
    p.start()
    p.join()
    print 'after', ns

输出是：

before Namespace(x=1, y=2)
after Namespace(x=10, y=20)

到目前为止，它按我的预期工作，然后我修改了这样的代码：

import multiprocessing

def f(ns):
    ns.x.append(10)
    ns.y.append(10)

if __name__ == '__main__':
    manager = multiprocessing.Manager()
    ns = manager.Namespace()
    ns.x = []
    ns.y = []

    print 'before', ns
    p = multiprocessing.Process(target=f, args=(ns,))
    p.start()
    p.join()
    print 'after', ns

现在的输出是：

before Namespace(x=[], y=[])
after Namespace(x=[], y=[])

这让我很困惑，为什么列表没有按我的预期进行更改。谁能帮我弄清楚发生了什么？

【参考方案1】：

Manager 代理对象无法传播对容器内（非托管）可变对象所做的更改。所以换句话说，如果你有一个manager.list() 对象，对托管列表本身的任何更改都会传播到所有其他进程。但是如果你有一个普通的 Python 列表inside，那么对内部列表的任何更改都不会传播，因为管理器无法检测到更改。

为了传播更改，您也必须对嵌套列表使用manager.list() 对象（需要Python 3.6 or newer），或者您需要直接修改manager.list() 对象（参见注释on manager.list in Python 3.5 or older）。

例如，考虑以下代码及其输出：

import multiprocessing
import time

def f(ns, ls, di):
    ns.x += 1
    ns.y[0] += 1
    ns_z = ns.z
    ns_z[0] += 1
    ns.z = ns_z

    ls[0] += 1
    ls[1][0] += 1 # unmanaged, not assigned back
    ls_2 = ls[2]  # unmanaged...
    ls_2[0] += 1
    ls[2] = ls_2  # ... but assigned back
    ls[3][0] += 1 # managed, direct manipulation

    di[0] += 1
    di[1][0] += 1 # unmanaged, not assigned back
    di_2 = di[2]  # unmanaged...
    di_2[0] += 1
    di[2] = di_2  # ... but assigned back
    di[3][0] += 1 # managed, direct manipulation

if __name__ == '__main__':
    manager = multiprocessing.Manager()
    ns = manager.Namespace()
    ns.x = 1
    ns.y = [1]
    ns.z = [1]
    ls = manager.list([1, [1], [1], manager.list([1])])
    di = manager.dict(0: 1, 1: [1], 2: [1], 3: manager.list([1]))

    print('before', ns, ls, ls[2], di, di[2], sep='\n')
    p = multiprocessing.Process(target=f, args=(ns, ls, di))
    p.start()
    p.join()
    print('after', ns, ls, ls[2], di, di[2], sep='\n')

输出：

before
Namespace(x=1, y=[1], z=[1])
[1, [1], [1], <ListProxy object, typeid 'list' at 0x10b8c4630>]
[1]
0: 1, 1: [1], 2: [1], 3: <ListProxy object, typeid 'list' at 0x10b8c4978>
[1]
after
Namespace(x=2, y=[1], z=[2])
[2, [1], [2], <ListProxy object, typeid 'list' at 0x10b8c4630>]
[2]
0: 2, 1: [1], 2: [2], 3: <ListProxy object, typeid 'list' at 0x10b8c4978>
[2]

如您所见，当一个新值直接分配给托管容器时，它会发生变化；当它被分配给托管容器中的可变容器时，它不会改变；但如果可变容器随后重新分配到托管容器，它会再次更改。使用嵌套的托管容器也可以，直接检测更改而无需分配回父容器。

【讨论】：

从 3.6 开始，对嵌套对象的更改会自动传播。

我在 Python 3.6.4 上使用管理器在名称空间中使用嵌套字典时遇到了一些问题。确保您的嵌套对象正确更新，然后再假设它们是正确的。对我来说，解决方案是将每个要共享的对象显式定义为 Manager 对象。

@max：前提是那些嵌套对象是也是代理对象。此答案中的代码嵌套了常规的非代理列表。 ls 和 di 中的嵌套列表需要包装在 manager.list() 调用中。

@MartijnPieters，感谢您的澄清！我知道我根本不明白那个评论。

【参考方案2】：

ns 是一个 NamespaceProxy 实例。这些对象具有特殊的__getattr__、__setattr__ 和__delattr__ 方法，允许跨进程共享值。 为了在更改值时利用此机制，您必须触发__setattr__。

ns.x.append(10)

导致调用ns.__getattr__ 以检索ns.x，但不会导致调用ns.__setattr__。

要解决此问题，您必须使用ns.x = ...。

def f(ns):   
    tmp = ns.x     # retrieve the shared value
    tmp.append(10)
    ns.x = tmp     # set the shared value