python 之 并发编程（守护进程、互斥锁、IPC通信机制）

9.5 守护进程

主进程创建守护进程

　　其一：守护进程会在主进程代码执行结束后就立即终止

　　其二：守护进程内无法再开启子进程,否则抛出异常：AssertionError: daemonic processes are not allowed to have children

注意：进程之间是互相独立的，主进程代码运行结束，守护进程随即终止

• p.daemon：默认值为False，如果设为True，代表p为后台运行的守护进程，当p的父进程终止时，p也随之终止，并且设定为True后，p不能创建自己的新进程，必须在p.start()之前设置

from multiprocessing import Process
​
def task(name):
    print('%s is running' % name)
    time.sleep(3)
​
if __name__ == '__main__':
    obj = Process(target=task, args=('egon',))
    obj.daemon=True         #设置obj为守护进程,并且父进程代码执行结束,obj即终止运行
    obj.start()             # 发送信号给操作系统
    print('主')

9.6 互斥锁

互斥锁用来将并发编程串行，牺牲了效率而保证了数据安全

强调：必须是lock.acquire()一次，然后 lock.release()释放一次，才能继续lock.acquire()，不能连续的lock.acquire()

互斥锁和 join的区别：

二者的原理都是一样，都是将并发变成串行，从而保证有序

区别一：join是按照人为指定的顺序执行，而互斥锁是进程平等地竞争，谁先抢到谁执行，一个人拿到锁，其余人都等待

from multiprocessing import Process,Lock
import random
​
mutex=Lock()
def task1(lock):
    lock.acquire() 
    print('task1:名字是egon')
    print('task1:性别是male')
    lock.release()
    
def task2(lock):
    lock.acquire()
    print('task2:名字是alex')
    print('task2:性别是male')
    lock.release()
    
def task3(lock):
    lock.acquire()
    print('task3:名字是lxx')
    print('task3:性别是female')
    lock.release()
    
if __name__ == '__main__':
    p1=Process(target=task1,args=(mutex,))
    p2=Process(target=task2,args=(mutex,))
    p3=Process(target=task3,args=(mutex,))
    p1.start()# p1.start()
    p2.start()# p1.join()
    p3.start()# p2.start()
             # p2.join()
             # p3.start()
             # p3.join()

9.61 模拟抢票

互斥锁和 join的区别二：

互斥锁可以让一部分代码（修改共享数据的代码）串行，而join只能将代码整体串行

import json
import time
import random
import os
from multiprocessing import Process,Lock
​
mutex=Lock()
def search():
    time.sleep(random.randint(1,3))
    with open('db.json','r',encoding='utf-8') as f:
        dic=json.load(f)
        print('%s 剩余票数:%s' %(os.getpid(),dic['count']))
​
def get():
    with open('db.json','r',encoding='utf-8') as f:
        dic=json.load(f)
    if dic['count'] > 0:
        dic['count']-=1
        with open('db.json','w',encoding='utf-8') as f:
            json.dump(dic,f)
        print('%s 购票成功' %os.getpid())
​
def task(lock):
    search()
    lock.acquire()
    get()
    lock.release()
​
if __name__ == '__main__':
    for i in range(10):
        p=Process(target=task,args=(mutex,))
        p.start()
        # p.join()

9.7 IPC通信机制

进程彼此之间互相隔离，要实现进程间通信（IPC），multiprocessing模块支持两种形式：队列和管道，这两种方式都是使用消息传递的

进程之间通信必须找到一种介质，该介质必须满足: 1、是所有进程共享的 2、必须是内存空间 附加：帮我们自动处理好锁的问题

from multiprocessing import Process,Manager,Lock
import time
​
mutex=Lock()
def task(dic,lock):
    lock.acquire()
    temp=dic['num']
    time.sleep(0.1)
    dic['num']=temp-1
    lock.release()
​
if __name__ == '__main__':
    m=Manager()
    dic=m.dict({'num':10})
    l=[]
    for i in range(10):
        p=Process(target=task,args=(dic,mutex))
        l.append(p)
        p.start()
    for p in l:
        p.join()
    print(dic)      #{'num': 0}

9.71创建队列的类Queue

底层就是以管道和锁定的方式实现：

队列 (管道+锁) ：1、共享的空间 2、是内存空间 3、自动帮我们处理好锁定问题

• Queue([maxsize]):创建共享的进程队列，Queue是多进程安全的队列，可以使用Queue实现多进程之间的数据传递。

• maxsize是队列中允许最大项数，省略则无大小限制。

from multiprocessing import Queue
q=Queue(3)      #maxsize=3
q.put('first')
q.put({'second':None})
q.put('三')
​
# q.put(4) #阻塞
print(q.get())  #first
print(q.get())  #{'second': None}
print(q.get())  #三

强调： 1、队列用来存成进程之间沟通的消息，数据量不应该过大 2、maxsize的值超过的内存限制就变得毫无意义

了解：block=True(默认值)、timeout

q=Queue(1)
q.put('first',block=False)      #q.put方法用以插入数据到队列中
q.put('fourth',block=False/True)#queue.Full/一直等
​
q.put('first',block=True)
q.put('fourth',block=True,timeout=3)#等3秒后报错queue.Full
​
q.get(block=False)#q.get方法可以从队列读取并且删除一个元素
q.get(block=False)#queue.Empty
​
q.get(block=True)
q.get(block=True,timeout=2)#等2秒后报错queue.Empty