python 学习笔记 - Queue & Pipes，进程间通讯

上面写了Python如何创建多个进程，但是前面文章中创建的进程都是哑巴和聋子，自己顾自己执行，不会相互交流。
那么如何让进程间相互说说话呢？
Python为我们提供了一个函数multiprocessing.Pipe
和一个类：multiprocessing.Queue。

multiprocessing.Pipe()

multiprocessing.Pipe()即管道模式，调用Pipe()返回管道的两端的Connection。

Python官方文档的描述：
Returns a pair (conn1, conn2) of Connection objects representing the ends of a pipe.

因此, Pipe仅仅适用于只有两个进程一读一写的单双工情况，也就是说信息是只向一个方向流动。例如电视、广播，看电视的人只能看，电视台是能播送电视节目。

Pipe的读写效率要高于Queue。
进程间的Pipe基于fork机制建立。
当主进程创建Pipe的时候，Pipe的两个Connections连接的的都是主进程。
当主进程创建子进程后，Connections也被拷贝了一份。此时有了4个Connections。
此后，关闭主进程的一个Out Connection，关闭一个子进程的一个In Connection。那么就建立好了一个输入在主进程，输出在子进程的管道。
原理示意图如下：

跟多资料可以阅读：http://www.tuicool.com/articl...

# 示例代码
# coding=utf-8
from multiprocessing import Pipe, Process


def son_process(x, pipe):
    _out_pipe, _in_pipe = pipe

    # 关闭fork过来的输入端
    _in_pipe.close()
    while True:
        try:
            msg = _out_pipe.recv()
            print msg
        except EOFError:
            # 当out_pipe接受不到输出的时候且输入被关闭的时候，会抛出EORFError，可以捕获并且退出子进程
            break


if __name__ == '__main__':
    out_pipe, in_pipe = Pipe(True)
    son_p = Process(target=son_process, args=(100, (out_pipe, in_pipe)))
    son_p.start()

    # 等pipe被fork 后，关闭主进程的输出端
    # 这样，创建的Pipe一端连接着主进程的输入，一端连接着子进程的输出口
    out_pipe.close()
    for x in range(1000):
        in_pipe.send(x)
    in_pipe.close()
    son_p.join()
    print "主进程也结束了"

总结一下：

• 上面的代码中主要用到了pipe的send()、recv()、close()方法。当pipe的输入端被关闭，且无法接收到输入的值，那么就会抛出EOFError。

• 新建一个Pipe(duplex)的时候，如果duplex为True，那么创建的管道是双向的；如果duplex为False，那么创建的管道是单向的。

multiprocessing.Queue

Queue据官方文档也是基于pipe的实现。
Queue的使用主要是一边put(),一边get().但是Queue可以是多个Process 进行put操作，也可以是多个Process进行get()操作。
Demo:

# coding=utf-8
from multiprocessing import Queue, Process
from Queue import Empty as QueueEmpty
import random


def getter(name, queue):
    print 'Son process %s' % name
    while True:
        try:
            value = queue.get(True, 10)
            # block为True,就是如果队列中无数据了。
            #   |—————— 若timeout默认是None，那么会一直等待下去。
            #   |—————— 若timeout设置了时间，那么会等待timeout秒后才会抛出Queue.Empty异常
            # block 为False，如果队列中无数据，就抛出Queue.Empty异常
            print "Process getter get: %f" % value
        except QueueEmpty:
            break


def putter(name, queue):
    print "Son process %s" % name
    for i in range(0, 1000):
        value = random.random()
        queue.put(value)
        # 放入数据 put(obj[, block[, timeout]])
        # 若block为True，如队列是满的：
        #  |—————— 若timeout是默认None，那么就会一直等下去
        #  |—————— 若timeout设置了等待时间，那么会等待timeout秒后，如果还是满的，那么就抛出Queue.Full.
        # 若block是False，如果队列满了，直接抛出Queue.Full
        print "Process putter put: %f" % value


if __name__ == '__main__':
    queue = Queue()
    getter_process = Process(target=getter, args=("Getter", queue))
    putter_process = Process(target=putter, args=("Putter", queue))
    getter_process.start()
    putter_process.start()

Queue的一些说明已经写在代码中了。