python多进程Process模块

一、multiprocessing模块

在python中大部分情况需要使用多进程，python提供了multiprocessing模块。

multiprocessing模块的功能众多：支持子进程、通信和共享数据、执行不同形式的同步，提供了Process、Queue、Pipe、Lock等组件。

与线程不同，进程没有任何共享状态，进程修改的数据 ，改动权在于该进程内。

二、process模块

process模块是一个创建进程的模块，借助这个模块，就可以完成进程的创建。

参数介绍：

Process（group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}）

1 group——参数未使用，值始终为None
2 target——表示调用对象，即子进程要执行的任务
3 args——表示调用对象的位置参数元组，args=(1,2,'egon',)
4 kwargs——表示调用对象的字典,kwargs={'name':'egon','age':18}
5 name——为子进程的名称

方法介绍：

1 obj.start()：启动进程，并调用该子进程中的obj.run() 
2 obj.run():进程启动时运行的方法，正是它去调用target指定的函数，我们自定义类的类中一定要实现该方法  
3 obj.terminate():强制终止进程obj，不会进行任何清理操作，如果obj创建了子进程，该子进程就成了僵尸进程，使用该方法需要特别小心这种情况。如果obj还保存了一个锁那么也将不会被释放，进而导致死锁
4 obj.is_alive():如果obj仍然运行，返回True
5 obj.join([timeout]):主线程等待obj终止（强调：是主线程处于等的状态，而obj是处于运行的状态）。timeout是可选的超时时间，需要强调的是，obj.join只能join住start开启的进程，而不能join住run开启的进程 

属性介绍：

1 obj.daemon：默认值为False，如果设为True，代表obj为后台运行的守护进程，当obj的父进程终止时，obj也随之终止，并且设定为True后，obj不能创建自己的新进程，必须在obj.start()之前设置
2 obj.name:进程的名称
3 obj.pid：进程的pid
4 obj.exitcode:进程在运行时为None、如果为–N，表示被信号N结束(了解即可)
5 obj.authkey:进程的身份验证键,默认是由os.urandom()随机生成的32字符的字符串。这个键的用途是为涉及网络连接的底层进程间通信提供安全性，这类连接只有在具有相同的身份验证键时才能成功（了解即可）

1、在python中启动一个子进程

from multiprocessing import Process
import os

def func():
    print('这是一个子进程——>进程号：', os.getpid(), '  主进程号：', os.getppid())


if __name__ == '__main__':
    print('这是主进程——>进程号：', os.getpid(), '  主进程号（pycharm）：', os.getppid())
    # 实例化一个子进程对象
    obj = Process(target=func)
    obj.start()     # 执行子进程对象
    print('执行了完了主进程的内容')

# 输出
这是主进程——>进程号： 3100   主进程号（pycharm）： 6748
执行了完了主进程的内容
这是一个子进程——>进程号： 2392   主进程号： 3100

2、给子进程传递参数

from multiprocessing import Process
import os


def func(name, age):
    print('这是一个子进程——>进程号：', os.getpid(), '  主进程号：', os.getppid())
    print(f'这是一个子进程——>我的名字是{name}，今年{age}')


if __name__ == '__main__':
    print('这是主进程——>进程号：', os.getpid(), '  主进程号（pycharm）：', os.getppid())
    # 实例化一个子进程对象
    obj = Process(target=func, args=('小杨', '18')) # args以元组的形式给子进程func函数传位置参数
    						   # kwargs以字典的形式给子进程func函数传关键字参数
        					   # kwargs={'name': '小杨', 'age': 18}
    obj.start()     # 执行子进程对象
    print('执行了完了主进程的内容')
    
# 输出
这是主进程——>进程号： 11936   主进程号（pycharm）： 3676
执行了完了主进程的内容
这是一个子进程——>进程号： 2996   主进程号： 11936
这是一个子进程——>我的名字是小杨，今年18

3、同时开多个子进程

from multiprocessing import Process
import os


def func(name, age):
    print(f'这是一个子进程——>进程号：{os.getpid()},主进程号：{os.getppid()},我的名字是{name}，今年{age}')


if __name__ == '__main__':
    print('这是主进程——>进程号：', os.getpid(), '  主进程号（pycharm）：', os.getppid())
    count = [('小杨', 18), ('鲍勃', 20), ('艾伦', 55)]
    for lis in count:
        # 实例化一个子进程对象
        obj = Process(target=func, args=lis)   # args以元组的形式给子进程func函数传位置参数
        obj.start()     # 执行子进程对象
    print('执行了完了主进程的内容')
    
# 输出
这是主进程——>进程号： 12632   主进程号（pycharm）： 9220
执行了完了主进程的内容
这是一个子进程——>进程号：10048,主进程号：12632,我的名字是小杨，今年18
这是一个子进程——>进程号：16032,主进程号：12632,我的名字是鲍勃，今年20
这是一个子进程——>进程号：12060,主进程号：12632,我的名字是艾伦，今年55

4、join的用法

**obj.join([timeout]): **主进程等待子进程obj终止（强调：是主进程处于等的状态，而子进程obj是处于运行的状态）。timeout是可选的超时时间，需要强调的是，obj.join只能join住start开启的进程，而不能join住run开启的进程

多个进程同时运行（注意，子进程的执行顺序不是根据启动顺序决定的）

join——>属于同步阻塞：

​ 同步：在做A事件的时候发起B事件，必须等待B事件结束后才能继续做A事件

​ 阻塞：CPU不工作——>input accept recv recvfrom sleep connect......

start——>属于异步非阻塞：

​ 异步：在做A事件的时候发起B事件，不用等待B事件结束就可以继续A事件

​ 非阻塞：CPU在工作（非输入输出阶段I/O）

from multiprocessing import Process
import random
import time


def mail(name, age):
    count = random.random()
    print(f'给{age}岁的{name}发了一封邮件！延迟{count}秒')
    time.sleep(count)      # 模拟网络延迟
    """
    多个进程同时运行（注意，子进程的执行顺序不是根据启动顺序决定的）
    """


if __name__ == '__main__':
    info_list = [('小杨', 18), ('鲍勃', 20), ('艾伦', 55)]
    jo = []
    for info in info_list:
        obj = Process(target=mail, args=info)
        obj.start()
        jo.append(obj)

    # 将所有的子进程全部放入jo列表，在循环join所有子进程，就能等待所有子进程结束后在做操作
    for o in jo:
        o.join()

    # 所有的子进程结束的操作
    print('全部发送完毕')
    
# 输出
给20岁的鲍勃发了一封邮件！延迟0.19840279388911186秒
给18岁的小杨发了一封邮件！延迟0.8891892863366903秒
给55岁的艾伦发了一封邮件！延迟0.0434307277609951秒
全部发送完毕

5、多进程之间的数据是否隔离

from multiprocessing import Process

count = 1

def func():
    global count
    count += 1

if __name__ == '__main__':
    for i in range(10):
        obj = Process(target=func)
        obj.start()
    print(count)		# ————>1 主进程的count没有被改变说明进程之间的数据时隔离的
    
# 输出
1

6、为什么在Windows中Process（）必须放到if __name__ == '__main__':下

由于Windows没有fork，多处理模块启动一个新的Python进程并导入调用模块。

如果在导入时调用Process（），那么这将启动无限继承的新进程（或直到机器耗尽资源）。

这是隐藏对Process（）内部调用的原，使用if __name__ == '__main__':，这个if语句中的语句将不会在导入时被调用。