系统编程---进程

《系统编程---进程》

·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

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。

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使用Process来创建进程

·创建子进程时,只需要传入一个执行函数和函数的参数,创建一个Process实例,用start()方法启动,这样创建进程比fork()还要简单。

·join()方法可以等待子进程结束后再继续往下运行,通常用于进程间的同步。

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;

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结果

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从结果不难看出主进程和子进程在争夺CPU的使用权。

进程中的join

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进程中的守护进程

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结果:当pc2注册掉之后,可以看出当非守护进程(这里就是主进程)结束后,守护进程也结束。整个进程结束

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当有三个进程的时候,争夺CPU的使用权

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当两个join放在一起时,Process中的一些小判断:

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1.1.1进程的创建-Process子类

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#因为Process类本身也有__init__方法,这个子类相当于重写了这个方法,

#但这样就会带来一个问题,我们并没有完全的初始化一个Process类,所以就不能使用从这个类继承的一些方法和属性,

#最好的方法就是将继承类本身传递给Process.__init__方法,完成这些初始化操作

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两种方式的对比:

1、方法

2、继承类

继承类是以面向对象考虑这个事的,所以业务逻辑复杂,建议使用继承类,更好理解

1.1.1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。

初始化Pool时,可以指定一个最大进程数,当有新的请求提交到Pool中时,如果池还没有满,那么就会创建一个新的进程用来执行该请求;但如果池中的进程数已经达到指定的最大值,那么该请求就会等待,直到池中有进程结束,才会创建新的进程来执行,请看下面的实例:异步执行:

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结果如下:

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判断任务的执行是否是有顺序的:

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结果

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apply堵塞式

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结果如下:

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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;

1.1.1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。

是否可以使用多进程修改全局变量来实现进程之间的通信呢??给出代码如下:

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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);

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2. Queue实例

我们以Queue为例,在父进程中创建两个子进程,一个往Queue里写数据,一个从Queue里读数据:

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结果如下:

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进程池中的Queue

如果要使用Pool创建进程,就需要使用multiprocessing.Manager()中的Queue(),而不是multiprocessing.Queue(),否则会得到一条如下的错误信息:RuntimeError: Queue objects should only be shared between processes through inheritance

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.结果:从结果也可以看出只有写结束才能进入读

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使用异步时候,当写的时候休眠,然后执行reader此时阻塞后任务直接结束。

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