Python:多进程multiprocessing,多进程和多线程的应用

目录

多进程

multiprocessing

Process类

进程间同步

进程池举例

多进程、多线程的线程

多线程、多进程应用


多进程

由于Python的GIL,多线程未必是CPU密集型程序的好的选择
多进程可以完全独立的进程环境中运行程序,可以充分地利用多处理器
但是进程本身的隔离代理的数据不共享也是一个问题,而且线程比进程轻量级

multiprocessing

Process类

Process类遵循了Thread类的API,减少了学习难度;
先看一个例子,前面介绍的单线程、多线程比较的例子的多进程版本

import multiprocessing
import datetimedef cacl(i):sum = 0for _ in range(100000000):sum +=1print(i,sum)if __name__ == '__main__':start = datetime.datetime.now()ps = []for i in range(5):p = multiprocessing.Process(target=cacl,args=(i,),name="cacl-{}".format(i))ps.append(p)p.start()for p in ps:p.join()delta = (datetime.datetime.now()-start).total_seconds()print(delta)结果:
2 100000000
1 100000000
4 100000000
3 100000000
0 100000000
5.942173

单线程、多线程都跑了4分钟多,而多进程用了1分半,这是真并行

名称        说明
pid  进程id
exitcode  进程退出状态码,0代表退出,非0代表有问题
terminate()终止指定的进程

进程间同步

进程间同步提供了和线程一样的类,使用的方法一样,使用的效果也类似
不过,进程间代价要高于线程间,而且底层实现是不同的,只不过Python屏蔽了这些不同之处,让用户简单使用多进程

multiprocessing还提供共享内容,服务器进程来共享数据,还提供了Queue队列、Pipe管道用户进程间通信。

通信方式不同:

  • 多进程就是启动多个解释器进程,进程间通信必须序列化、反序列化
  • 数据的线程安全性问题:由于每个进程中没有实现多线程,GIL可以说没什么用了

进程池举例

multiprocessing.Pool是进程池类。
 

名称说明
apply(self,func,args=(),kwds={} )阻塞执行,导致主进程执行其他子进程就像一个个执行
apply_async(self,func,args=(),kwds={},callback=None,error_callback=None)与apply方法用法一致,非阻塞执行,得到结果后执行回调
close()关闭池,池不能接受新的任务
terminate()结束工作线程,不在处理未处理的任务
join()        在close或terminate之后使用

import logging
import datetime
import multiprocessing#日志打印进程ID、进程名、线程id、线程名
logging.basicConfig(level=logging.INFO,format='%(process)d %(processName)s %(thread)d %(message)s')#计算
def calc(i):sum = 0for _ in  range(100000000):sum +=1logging.info("{} .in funcating".format(sum))return sum #进程要return,callback可以拿到这个效果if __name__ == '__main__':start=datetime.datetime.now()pool = multiprocessing.Pool(5)for i in range(5):#回调函数必须接受一个参数pool.apply_async(calc,args=(i,),callback=lambda x:logging.info("{}.incallback".format(x))) #异步执行pool.close()pool.join()delta=(datetime.datetime.now()-start).total_seconds()print(delta)print("主进程结束")结果:
23900 SpawnPoolWorker-1 2800 100000000 .in funcating
16320 MainProcess 24952 100000000.incallback
19572 SpawnPoolWorker-5 17160 100000000 .in funcating
16320 MainProcess 24952 100000000.incallback
7272 SpawnPoolWorker-3 19112 100000000 .in funcating
16320 MainProcess 24952 100000000.incallback
3104 SpawnPoolWorker-4 7044 100000000 .in funcating
16320 MainProcess 24952 100000000.incallback
12684 SpawnPoolWorker-2 24104 100000000 .in funcating
16320 MainProcess 24952 100000000.incallback
6.163994
主进程结束

多进程、多线程的线程

1、CPU密集型
CPython中使用到了GIL,多线程的时候相互竞争 ,且多核优势不能发挥,Python多进程效率更高

2、IO密集型
适合适用多线程,可以减少多进程间IO的序列化开销。且在IO等待的时候,切换到其他线程继续执行,效率不错

多线程、多进程应用

请求/应答模型:WEB应用总常见的处理模型

master启动多个woker工作进程,一般和CPU数目相同,发挥多核优势
worker工作进程中,往往需要操作网络IO和磁盘IO,启动多线程,提高并发处理能力。worker处理用户的请求,往往需要的等待数据,处理完请求还要通过网络IO返回响应,这就是nginx工作模式


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