进程
进程简单来说就是计算机进行的任务,比如qq,百度浏览器,游戏等。
多进程:多进程就是计算机同时进行多个任务,不过真正的多进程需要计算机有多个处理器。对于单核的机器来说,多进程就是将多个任务轮流执行,每个任务分配一段时间,然后切换到下个任务,直到任务结束,或者关闭。由于计算机cpu的运算速度非常快,在我们的视角看来,就好像是同时在执行一样。
编写完毕的代码,在没有运行的时候,称之为程序。正在运行着的代码,就成为进程。进程,除了包含代码以外,还有需要运行的环境等,所以和程序是有区别的。
进程的创建
fork()
Python的os模块封装了常见的系统调用,其中就包括fork,可以在Python程序中轻松创建子进程:
import os
# 注意,fork函数,只在Unix/Linux/Mac上运行,windows不可以
pid = os.fork()
if pid == 0:
print('哈哈1')
else:
print('哈哈2')
说明:
程序执行到os.fork()时,操作系统会创建一个新的进程(子进程),然后复制父进程的所有信息到子进程中。
然后父进程和子进程都会从fork()函数中得到一个返回值,在子进程中这个值一定是0,而父进程中是子进程的 id号。
在Unix/Linux操作系统中,提供了一个fork()系统函数,它非常特殊。
普通的函数调用,调用一次,返回一次,但是fork()调用一次,返回两次,因为操作系统自动把当前进程(称为父进程)复制了一份(称为子进程),然后,分别在父进程和子进程内返回。
子进程永远返回0,而父进程返回子进程的ID。
这样做的理由是,一个父进程可以fork出很多子进程,所以,父进程要记下每个子进程的ID,而子进程只需要调用getppid()就可以拿到父进程的ID。
在os模块的getpid(),getppid()方法可以显示当前进程和当前进程的父进程的进程ID
多进程修改全局变量
多进程中,每个进程中所有数据(包括全局变量)都各有拥有一份,互不影响。
multiprocessing
multiprocessing模块提供了一个Process类来代表一个进程对象。
实例:
Process语法结构如下:
Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])
target:表示这个进程实例所调用对象;
args:表示调用对象的位置参数元组;
kwargs:表示调用对象的关键字参数字典;
name:为当前进程实例的别名;
group:大多数情况下用不到;
Process类常用方法:
is_alive():判断进程实例是否还在执行;
join([timeout]):是否等待进程实例执行结束,或等待多少秒;
start():启动进程实例(创建子进程);
run():如果没有给定target参数,对这个对象调用start()方法时,就将执行对象中的run()方法;
terminate():不管任务是否完成,立即终止;
Process类常用属性:
name:当前进程实例别名,默认为Process-N,N为从1开始递增的整数;
pid:当前进程实例的PID值;
进程池Pool
当需要创建的子进程数量不多时,可以直接利用multiprocessing中的Process动态成生多个进程,但如果是上百甚至上千个目标,手动的去创建进程的工作量巨大,此时就可以用到multiprocessing模块提供的Pool方法。
multiprocessing.Pool常用函数解析:
apply_async(func[, args[, kwds]]) :使用非阻塞方式调用func(并行执行,堵塞方式必须等待上一个进程退出才能执行下一个进程),args为传递给func的参数列表,kwds为传递给func的关键字参数列表;
apply(func[, args[, kwds]]):使用阻塞方式调用func;
close():关闭Pool,使其不再接受新的任务;
terminate():不管任务是否完成,立即终止;
join():主进程阻塞,等待子进程的退出, 必须在close或terminate之后使用;
apply堵塞式
apply_async(func[, args[, kwds]]) :使用非阻塞方式调用func(并行执行,堵塞方式必须等待上一个进程退出才能执行下一个进程),args为传递给func的参数列表,kwds为传递给func的关键字参数列表;
apply(func[, args[, kwds]]):使用阻塞方式调用func;
异步:一个任务不用等待其它任务执行完毕再执行,可以立刻开始,互相不影响。
同步:协同步调,按照一定的顺序执行。
进程间通信-Queue
Process之间有时需要通信,操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信。
Queue的使用:
可以使用multiprocessing模块的Queue实现多进程之间的数据传递,Queue本身是一个消息列队程序。
说明
初始化Queue()对象时(例如:q=Queue()),若括号中没有指定最大可接收的消息数量,或数量为负值,那么就代表可接受的消息数量没有上限(直到内存的尽头);
Queue.qsize():返回当前队列包含的消息数量;
Queue.empty():如果队列为空,返回True,反之False ;
Queue.full():如果队列满了,返回True,反之False;
Queue.get([block[, timeout]]):获取队列中的一条消息,然后将其从列队中移除,block默认值为True;
1)如果block使用默认值,且没有设置timeout(单位秒),消息列队如果为空,此时程序将被阻塞(停在读取状态),直到从消息列队读到消息为止,如果设置了timeout,则会等待timeout秒,若还没读取到任何消息,则抛出"Queue.Empty"异常;
2)如果block值为False,消息列队如果为空,则会立刻抛出"Queue.Empty"异常;
Queue.get_nowait():相当Queue.get(False);
Queue.put(item,[block[, timeout]]):将item消息写入队列,block默认值为True;
1)如果block使用默认值,且没有设置timeout(单位秒),消息列队如果已经没有空间可写入,此时程序将被阻塞(停在写入状态),直到从消息列队腾出空间为止,如果设置了timeout,则会等待timeout秒,若还没空间,则抛出"Queue.Full"异常;
2)如果block值为False,消息列队如果没有空间可写入,则会立刻抛出"Queue.Full"异常;
Queue.put_nowait(item):相当Queue.put(item, False);