1. python分布式進程中你會遇到的坑
寫在前面
小驚大怪
你是不是在用Python3或者在windows系統上編程?最重要的是你對進程和線程不是很清楚?那麼恭喜你,在python分布式進程中,會有坑等著你去挖。。。(hahahaha,此處允許我嚇唬一下你)開玩笑的啦,不過,如果你知道序列中不支持匿名函數,那這個坑就和你say byebye了。好了話不多數,直接進入正題。
分布式進程
正如大家所知道的Process比Thread更穩定,而且Process可以分布到多台機器上,而Thread最多隻能分布到同一陸坦咐台機器的多個CPU上。Python的multiprocessing模塊不但支持多進程,其中managers子模塊還支持把多進程分布到多台機器上。一個服務進程可以作為調度者,將任務分布到其他多個進程中,依靠網路通信。由於managers模塊封裝很好,不必了解網路通信的細節,就可以很容易地編寫分布式多進程程序。
代碼記錄
舉個例子
如果我們已經有一個通過Queue通信的多進程程序在同一台機器上運行,現在,由於處理任務的進程任務繁重,希望把發送任務的進程和處理任務的進程分布到兩台機器上,這應該怎麼用分布式進程來實現呢?你已經知道了原有的Queue可以繼續使用,而且通過managers模塊把Queue通過網路暴露出去,就可以讓其他機器的進程來訪問Queue了。好,那我們就這么干!
寫個task_master.py
我們先看服務進程。服務進程負責啟動Queue,把Queue注冊到網路上,然後往Queue裡面寫入任務。
請注意,當我們在一台機器上寫多進程程序時,創建的Queue可以直接拿來用,但是,在分布式多進程環境下,添加任務到Queue不可以直接對原始的task_queue進行操作,那樣就繞過了QueueManager的封裝,必須通過manager.get_task_queue()獲得的Queue介面添加。然後,在另一台機器上啟動任務進程(本機上啟動也可以)
寫個task_worker.py
任務進程要通過網路連接到服務進程,所以要指定服務進程的IP。
運行結果
現在,可信沒以試試分布式進程的工作效果了。先啟動task_master.py服務進程:
task_master.py進程發送完任務後,開始等待result隊列的結果。現在啟動task_worker.py進程:
看到沒,結果都出錯了,我們好好分析一下到底哪出錯了。。。
錯誤分析
在task_master.py的報錯提示中,我們知道它說lambda錯誤,這是因為序列化不支持匿名函數,所以我們得修改代碼,重新對queue用QueueManager進行封裝放到網路中。
其中task_queue和result_queue是兩個隊列,分別存放任務和結果。它們用來進行進程間通信,交換對象。
因為是分布式的環境,放入queue中的數據需要等待Workers機器運算處理後再進行讀取,這樣就需要對queue用QueueManager進行封裝放到網路中,這是通過上面的2行代碼來實現的。我們給return_task_queue的網路調用介面取了一個名早純get_task_queue,而return_result_queue的名字是get_result_queue,方便區分對哪個queue進行操作。task.put(n)即是對task_queue進行寫入數據,相當於分配任務。而result.get()即是等待workers機器處理後返回的結果。
值得注意 在windows系統中你必須要寫IP地址,而其他操作系統比如linux操作系統則就不要了。
修改後的代碼
在task_master.py中修改如下:
在task_worker.py中修改如下:
先運行task_master.py,然後再運行task_worker.py
(1)task_master.py運行結果如下
(2)task_worker.py運行結果如下
知識補充
這個簡單的Master/Worker模型有什麼用?其實這就是一個簡單但真正的分布式計算,把代碼稍加改造,啟動多個worker,就可以把任務分布到幾台甚至幾十台機器上,比如把計算n*n的代碼換成發送郵件,就實現了郵件隊列的非同步發送。
Queue對象存儲在哪?注意到task_worker.py中根本沒有創建Queue的代碼,所以,Queue對象存儲在task_master.py進程中:
而Queue之所以能通過網路訪問,就是通過QueueManager實現的。由於QueueManager管理的不止一個Queue,所以,要給每個Queue的網路調用介面起個名字,比如get_task_queue。task_worker這里的QueueManager注冊的名字必須和task_manager中的一樣。對比上面的例子,可以看出Queue對象從另一個進程通過網路傳遞了過來。只不過這里的傳遞和網路通信由QueueManager完成。
authkey有什麼用?這是為了保證兩台機器正常通信,不被其他機器惡意干擾。如果task_worker.py的authkey和task_master.py的authkey不一致,肯定連接不上。