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线程是最小的执行单元,而进程由至少一个线程组成。
多进程
Unix/Linux操作系统提供了一个fork()
系统调用,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。
Python的os
模块封装了常见的系统调用
import os
print('Process (%s) start...' % os.getpid())
# Only works on Unix/Linux/Mac:
pid = os.fork()
if pid == 0:
print('I am child process (%s) and my parent is %s.' % (os.getpid(), os.getppid()))
else:i
print('I (%s) just created a child process (%s).' % (os.getpid(), pid))
运行结果如下:
Process (876) start...
I (876) just created a child process (877).
I am child process (877) and my parent is 876.
multiprocessing
模块提供了一个Process
类来代表一个进程对象,下面的例子演示了启动一个子进程并等待其结束:
group参数未使用,值始终为None。
target表示调用的对象,就是子进程要执行的任务。
name可以为子进程命名。
args指定的为传结target函数的位置参数,是一个元组形式,必须有逗号,如:args=('monicx',)
kwargs指定的为传结target函数的关键字参数,是一个字典,如kwargs={'name':'monicx','age':18}
from multiprocessing import Process
import os
# 子进程要执行的代码
def run_proc(name):
print('Run child process %s (%s)...' % (name, os.getpid()))
if __name__=='__main__':
print('Parent process %s.' % os.getpid())
p = Process(target=run_proc, args=('test',))
print('Child process will start.')
p.start()
p.join()
print('Child process end.')
执行结果如下:
Parent process 928.
Child process will start.
Run child process test (929)...
Process end.
实例化类Process创建子进程
Process类的方法有:
start():启动进程,并调用该子进程中的p.run()
run():进程启动进运行的方法,就是它去调用target指定的函数,我们自定义类的类中一定要实现该方法。
terminate():强制终止进程。不会进行任何清理操作,如果p创建了子进程,该子进程就成了僵尸进程,使用此方法需要小心:如果此进程还保存了一个锁那么也将不会释放这个锁,进而导致死锁。
is_alive():判断进程是否是“活着”的状态。
join(timeout):让主线程等待某一子进程结束,才继续执行主进程。timeout是可选的超时时间。超过一个时间主进程就不等待了
方式二:通过继承实现进程
from multiprocessing import Process
import time
class MyProcess(Process):
def __init__(self,name):
super(MyProcess,self).__init__()
self.name=name
def run(self):
print("%s is running " %self.name)
time.sleep(2)
print('%s is done'%self.name)
if __name__ == '__main__':
p=MyProcess('monicx')
p.start()#就是调用run()方法。
print('====主')
运行结果:
====主
monicx is running
monicx is done
Pool
如果要启动大量的子进程,可以用进程池的方式批量创建子进程:
from multiprocessing import Pool
import os, time, random
def long_time_task(name):
print('Run task %s (%s)...' % (name, os.getpid()))
start = time.time()
time.sleep(random.random() * 3)
end = time.time()
print('Task %s runs %0.2f seconds.' % (name, (end - start)))
if __name__=='__main__':
print('Parent process %s.' % os.getpid())
p = Pool(4)
for i in range(5):
p.apply_async(long_time_task, args=(i,))
print('Waiting for all subprocesses done...')
p.close()
p.join()
print('All subprocesses done.')
执行结果如下:
Parent process 669.
Waiting for all subprocesses done...
Run task 0 (671)...
Run task 1 (672)...
Run task 2 (673)...
Run task 3 (674)...
Task 2 runs 0.14 seconds.
Run task 4 (673)...
Task 1 runs 0.27 seconds.
Task 3 runs 0.86 seconds.
Task 0 runs 1.41 seconds.
Task 4 runs 1.91 seconds.
All subprocesses done.
调用join()
之前必须先调用close()
,调用close()
之后就不能继续添加新的Process
了。
子进程
子进程并不是自身,而是一个外部进程。我们创建了子进程后,还需要控制子进程的输入和输出。
subprocess
模块可以方便地启动一个子进程,然后控制其输入和输出。Python的multiprocessing
模块包装了底层的机制,提供了Queue
、Pipes
等多种方式来交换数据。
from multiprocessing import Process, Queue
import os, time, random
# 写数据进程执行的代码:
def write(q):
print('Process to write: %s' % os.getpid())
for value in ['A', 'B', 'C']:
print('Put %s to queue...' % value)
q.put(value)
time.sleep(random.random())
# 读数据进程执行的代码:
def read(q):
print('Process to read: %s' % os.getpid())
while True:
value = q.get(True)
print('Get %s from queue.' % value)
if __name__=='__main__':
# 父进程创建Queue,并传给各个子进程:
q = Queue()
pw = Process(target=write, args=(q,))
pr = Process(target=read, args=(q,))
# 启动子进程pw,写入:
pw.start()
# 启动子进程pr,读取:
pr.start()
# 等待pw结束:
pw.join()
# pr进程里是死循环,无法等待其结束,只能强行终止:
pr.terminate()
运行结果如下:
Process to write: 50563
Put A to queue...
Process to read: 50564
Get A from queue.
Put B to queue...
Get B from queue.
Put C to queue...
Get C from queue.
subprocess.call(cmd, shell=True)
会开启一个子进程去执行,并且等待子进程结束才继续执行其他的
执行由参数提供的命令. 我们可以用数组作为参数运行命令,也可以用字符串作为参数运行命令
返回0,1
nslookup是一个检测网络中的服务器能否正确实现域名解析的命令行工具
import subprocess
r = subprocess.call(['nslookup', 'www.python.org'])
print('Exit code:', r)
#输出
Server: 192.168.19.4
Address: 192.168.19.4#53
Non-authoritative answer:
www.python.org canonical name = python.map.fastly.net.
Name: python.map.fastly.net
Address: 199.27.79.223
Exit code: 0
如果子进程还需要输入,则可以通过communicate()
方法输入:
import subprocess
print('$ nslookup')
p = subprocess.Popen(['nslookup'], stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
output, err = p.communicate(b'set q=mx\npython.org\nexit\n')
print(output.decode('utf-8'))
print('Exit code:', p.returncode)
上面的代码相当于在命令行执行命令nslookup
,然后手动输入:
set q=mx
python.org
exit
运行结果如下:
$ nslookup
Server: 192.168.19.4
Address: 192.168.19.4#53
Non-authoritative answer:
python.org mail exchanger = 50 mail.python.org.
Authoritative answers can be found from:
mail.python.org internet address = 82.94.164.166
mail.python.org has AAAA address 2001:888:2000:d::a6
Exit code: 0