Ⅰ python多進程並行操作-multiprocessing簡單使用
Python的multiprocessing庫是實現多進程操作的重要工具,它提供了一致的本地和遠程進程處理方法,避免全局解釋鎖帶來的限制。尤其在Unix和Windows系統中,它能有效利用多核資源。然而,要注意的是,某些模塊的共享功能依賴於操作系統支持,且在子進程中的導入可能受限於__main__模塊的限制。
在multiprocessing中,核心是Process類,通過實例化並調用start()方法來啟動新的進程。每個進程都有獨立的ID,確保任務獨立執行。Windows系統中,確保在__name__ == '__main__'條件下啟動進程至關重要。
進程間通信主要通過Queues(線程和進程安全)和Pipes(雙向連接,需要妥善管理同步以防數據混亂)兩種方式。通過這些機制,進程間可以安全地交換和同步數據。
同步和數據共享是並發編程的關鍵。multiprocessing提供了鎖和其他同步工具,以確保正確地列印輸出和共享狀態。盡量避免共享狀態,若需使用,可以藉助Value和Array進行共享內存,或通過Manager()創建代理伺服器進行服務進程管理,後者更靈活但效率稍低。
工作進程池,如Pool類,可以將任務分發給工作進程執行,但使用時需注意方法僅限於創建進程的上下文。
Ⅱ python並發編程之多進程方式(multiprocessing模塊)
進程與線程概述,進程是運行起來的車間,線程相當於是車間的工人。每個進程至少存在一個線程。要提高生產效率,可以採用進程和線程。
進程與線程的關系,進程是獨立的,每個進程至少有一個線程。線程之間共享數據,但進程之間不共享。
進程創建,使用python的multiprocessing模塊可以創建多進程。通過Process方法創建子進程,子進程獨立運行,主進程和子進程之間沒有執行順序。
多進程執行,通過multiprocessing模塊的Process方法創建兩個子進程,並在主程序中統計開始和結束時間。子進程輸出開始和結束時間後,主程序繼續執行,不會等待子進程。
多進程關系,主進程與各子進程獨立,子進程佔用硬體資源,主進程執行速度快於子進程。兩個子進程同時完成,因執行序列相同。
使用join方法,join方法讓主進程等待子進程執行完畢。若不需要等待子進程,可以不使用join方法。
循環創建子進程,多進程場景常與循環搭配使用。在主程序中使用循環創建多個子進程,實現並發執行。
Ⅲ Python進階:聊聊IO密集型任務、計算密集型任務,以及多線程、多進程
Python中常見的並發方式有:多線程和多進程。多線程適用於IO密集型任務,而多進程適用於計算密集型任務。
在Python中,多線程是通過在單個進程中啟動多個線程實現的。然而,由於全局解釋鎖(GIL)的存在,Python的多線程實際上是「交替執行」,而非真正並行。因此,對於計算密集型任務,多線程並不理想。
相比之下,多進程能夠充分利用CPU資源,特別是對於計算密集型任務。Python提供了多進程介面,如multiprocessing模塊,支持創建進程、傳遞數據等。進程之間的交互通過管道或隊列完成。
為直觀展示多線程與多進程的適用場景,以IO密集型任務為例。首先,定義隊列和初始化隊列的函數。接著,分別實現IO密集型任務與計算密集型任務,從隊列獲取任務數據。通過對比不同並發方式的執行用時,可以發現,多線程適用於IO密集型任務,而多進程在計算密集型任務上表現更優。
實際操作中,通過實例代碼進行驗證,對比多線程、多進程執行相同任務的時間,發現多進程在計算密集型任務上顯著提高了效率。
代碼實例和詳細實驗結果已上傳至GitHub,歡迎訪問:xianhu/LearnPython。如果您對Python的多線程、多進程有任何疑問或建議,歡迎在GitHub頁面參與討論。讓我們一起交流學習,共同進步。
Ⅳ python並發編程-進程池
在利用Python進行系統管理的時候,特別是同時操作多個文件目錄,或者遠程式控制制多台主機,並行操作可以節約大量的時間。多進程是實現並發的手段之一,需要注意的問題是:
例如當被操作對象數目不大時,可以直接利用multiprocessing中的Process動態成生多個進程,十幾個還好,但如果是上百個,上千個。。。手動的去限制進程數量卻又太過繁瑣,此時可以發揮進程池的功效。
我們就可以通過維護一個進程池來控制進程數目,比如httpd的進程模式,規定最小進程數和最大進程數..
ps: 對於遠程過程調用的高級應用程序而言,應該使用進程池,Pool可以提供指定數量的進程,供用戶調用,當有新的請求提交到pool中時,如果池還沒有滿,那麼就會創建一個新的進程用來執行該請求;但如果池中的進程數已經達到規定最大值,那麼該請求就會等待,直到池中有進程結束,就重用進程池中的進程。
創建進程池的類:如果指定numprocess為3,則進程池會從無到有創建三個進程,然後自始至終使用這三個進程去執行所有任務,不會開啟其他進程
參數介紹:
方法介紹:
主要方法:
其他方法(了解部分)
應用:
發現:並發開啟多個客戶端,服務端同一時間只有3個不同的pid,幹掉一個客戶端,另外一個客戶端才會進來,被3個進程之一處理
回調函數:
需要回調函數的場景:進程池中任何一個任務一旦處理完了,就立即告知主進程:我好了額,你可以處理我的結果了。主進程則調用一個函數去處理該結果,該函數即回調函數
我們可以把耗時間(阻塞)的任務放到進程池中,然後指定回調函數(主進程負責執行),這樣主進程在執行回調函數時就省去了I/O的過程,直接拿到的是任務的結果。
如果在主進程中等待進程池中所有任務都執行完畢後,再統一處理結果,則無需回調函數
Ⅳ python並發編程之多進程方式(multiprocessing模塊)
Python的並發編程提供了多進程方式來提高效率,通過multiprocessing模塊實現。下面將詳細闡述進程與線程的區別,以及如何使用多進程來優化任務執行。
在並發編程中,進程就像工廠的車間,每個車間運行一個獨立的線程,即工人。為了提升生產效率,我們需要理解進程和線程的協作與獨立性。
首先,我們通過串列執行程序,將兩個數值傳遞給func函數,逐個處理。這展示了單進程的工作方式,隨後引入多進程。Python的multiprocessing模塊允許我們創建多個並行運行的進程。通過Process類,我們創建子進程,它們獨立於主進程,沒有執行順序,如下面的代碼所示:
python
import multiprocessing as mp
# 創建子進程
p1 = mp.Process(target=func, args=(數值1,))
p2 = mp.Process(target=func, args=(數值2,))
主進程在子進程啟動後繼續執行,由於子進程各自獨立輪詢,主進程完成的時間會早於子進程。當子進程輪詢序列相同時,它們會同時完成,如代碼中所述:
python
# 使用join方法等待子進程結束
p1.start()
p2.start()
p1.join()
p2.join()
在實際應用中,尤其是需要處理大量數據或任務的場景,我們可以使用循環來創建多個子進程,以進一步提高效率。通過多進程方式,Python為我們提供了一種高效且靈活的並發解決方案。