通过实例解析python创建进程常用方法

脚本专栏 2024/12/28 佚名

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　运行程序时，单线程或单进程往往是比较慢的，为加快程序运行速度，我们可以使用多进程，可以理解为多任务同时运行，小编的电脑是四核，所以可以设置四个进程。

下面，我们来了解下多进程的使用：

1、使用multiprocessing模块创建进程

　　multiprocessing模块提供了一个Process类来代表进程对象，语法如下：

　　Process([group[,target[,name[,args[,kwargs]]]]])

　　其中，group：参数未使用，值始终是None

　　target：表示当前进程启动时执行的可调用对象

　　name：为当前进程实例的别名

　　args：表示传递给target函数的参数元组

　　kwargs：表示传递给target函数的参数字典

使用多进程的一个简单例子：

from multiprocessing import Process   # 导入模块

# 执行子进程代码
def test(interval):
  print('我是子进程')
# 执行主程序
def main():
  print('主进程开始')
  # 实例化Procss进程类
  p = Process(target=test,args=(1,))
  # 启动子进程
  p.start()
  print('主进程结束')

if __name__ == '__main__':
  main()

结果：

主进程开始
主进程结束
我是子进程

　　Process的实例p常用的方法除start()外，还有如下常用方法：

　　is_alive():判断进程实例是否还在执行

　　join([timeout]):是否等待进程实例执行结束，或等待多少秒

　　start():启动进程实例（创建子进程）

　　run():如果没有给定target参数，对这个对象调用start()方法时，就将执行对象中的run()方法

　　terminate():不管任务是否完成，立即终止

　　Process类还有如下常用属性：

　　name:当前进程实例别名，默认为Process-N,N为从1开始递增的整数

　　pid:当前进程实例的PID值

下面是Process类方法和属性的使用，创建两个子进程，分别使用os模块和time模块输出父进程和子进程的id以及子进程的时间，并调用Process类的name和pid属性：

# -*- coding:utf-8 -*-
from multiprocessing import Process
import time
import os

#两个子进程将会调用的两个方法
def child_1(interval):
  print("子进程（%s）开始执行，父进程为（%s）" % (os.getpid(), os.getppid()))
  # 计时开始
  t_start = time.time()
  # 程序将会被挂起interval秒
  time.sleep(interval)
  # 计时结束
  t_end = time.time()
  print("子进程（%s）执行时间为'%0.2f'秒"%(os.getpid(),t_end - t_start))

def child_2(interval):
  print("子进程（%s）开始执行，父进程为（%s）" % (os.getpid(), os.getppid()))
  # 计时开始
  t_start = time.time()
  # 程序将会被挂起interval秒
  time.sleep(interval)
  # 计时结束
  t_end = time.time()
  print("子进程（%s）执行时间为'%0.2f'秒"%(os.getpid(),t_end - t_start))

if __name__ == '__main__':
  print("------父进程开始执行-------")
  # 输出当前程序的ID
  print("父进程PID：%s" % os.getpid())
  # 实例化进程p1
  p1=Process(target=child_1,args=(1,))
  # 实例化进程p2
  p2=Process(target=child_2,name="mrsoft",args=(2,))
  # 启动进程p1
  p1.start()
  # 启动进程p2
  p2.start()
  #同时父进程仍然往下执行，如果p2进程还在执行，将会返回True
  print("p1.is_alive=%s"%p1.is_alive())
  print("p2.is_alive=%s"%p2.is_alive())
  #输出p1和p2进程的别名和PID
  print("p1.name=%s"%p1.name)
  print("p1.pid=%s"%p1.pid)
  print("p2.name=%s"%p2.name)
  print("p2.pid=%s"%p2.pid)
  print("------等待子进程-------")
  # 等待p1进程结束
  p1.join()
  # 等待p2进程结束
  p2.join()
  print("------父进程执行结束-------")

结果：

------父进程开始执行-------
父进程PID：13808
p1.is_alive=True
p2.is_alive=True
p1.name=Process-1
p1.pid=13360
p2.name=mrsoft
p2.pid=21500
------等待子进程-------
子进程（13360）开始执行，父进程为（13808）
子进程（21500）开始执行，父进程为（13808）
子进程（13360）执行时间为'1.01'秒
子进程（21500）执行时间为'2.00'秒
------父进程执行结束-------

　　上述代码中，第一次实例化Process类时，会为name属性默认赋值为Process-1，第二次则默认为Process-2，但由于实例化进程p2时，设置了name属性为mrsoft,所以p2.name的值为mrsoft。

2、使用Process子类创建进程

　　对于一些简单的小任务，通常使用Process(target=test)方式实现多进程。但如果要处理复杂任务的进程，通常定义一个类，使其继承Process类，下面是通过使用Process子类创建多个进程。

# -*- coding:utf-8 -*-
from multiprocessing import Process
import time
import os

#继承Process类
class SubProcess(Process):
  # 由于Process类本身也有__init__初识化方法，这个子类相当于重写了父类的这个方法
  def __init__(self,interval,name=''):
    # 调用Process父类的初始化方法
    Process.__init__(self)
    # 接收参数interval
    self.interval = interval
    # 判断传递的参数name是否存在
    if name:
      # 如果传递参数name,则为子进程创建name属性，否则使用默认属性
      self.name = name    
  #重写了Process类的run()方法
  def run(self):
    print("子进程(%s) 开始执行，父进程为（%s）"%(os.getpid(),os.getppid()))
    t_start = time.time()
    time.sleep(self.interval)
    t_stop = time.time()
    print("子进程(%s)执行结束，耗时%0.2f秒"%(os.getpid(),t_stop-t_start))

if __name__=="__main__":
  print("------父进程开始执行-------")
  # 输出当前程序的ID
  print("父进程PID：%s" % os.getpid())         
  p1 = SubProcess(interval=1,name='mrsoft')
  p2 = SubProcess(interval=2)
  #对一个不包含target属性的Process类执行start()方法，就会运行这个类中的run()方法，
  #所以这里会执行p1.run()
  # 启动进程p1
  p1.start()
  # 启动进程p2
  p2.start() 
  # 输出p1和p2进程的执行状态，如果真正进行，返回True,否则返回False
  print("p1.is_alive=%s"%p1.is_alive())
  print("p2.is_alive=%s"%p2.is_alive())
  #输出p1和p2进程的别名和PID
  print("p1.name=%s"%p1.name)
  print("p1.pid=%s"%p1.pid)
  print("p2.name=%s"%p2.name)
  print("p2.pid=%s"%p2.pid)
  print("------等待子进程-------")
  # 等待p1进程结束
  p1.join()
  # 等待p2进程结束
  p2.join() 
  print("------父进程执行结束-------")

结果：

------父进程开始执行-------
父进程PID：2512
p1.is_alive=True
p2.is_alive=True
p1.name=mrsoft
p1.pid=20328
p2.name=SubProcess-2
p2.pid=13700
------等待子进程-------
子进程(20328) 开始执行，父进程为（2512）
子进程(13700) 开始执行，父进程为（2512）
子进程(20328)执行结束，耗时1.00秒
子进程(13700)执行结束，耗时2.00秒
------父进程执行结束-------

　　上述代码中，定义了一个SubProcess子类，继承multiprocess.Process父类。SubProcess子类中定义了两个方法：__init__()初始化方法和run()方法，在__init__()初始化方法中，调用父类multiprocess.Process的__init__()初始化方法，否则父类的__init__()方法会被覆盖，无法开启进程。此外，在SubProcess子类中没有定义start()方法，但在主程序中却调用了start()方法，此时就会自动执行SubProcess类的run()方法。

3、使用进程池Pool创建进程

　　上面我们使用Process类创建了两个进程，但如果要创建十几个或者上百个进程，则需要实例化更多的Process类，解决这一问题的方法就是使用multiprocessing模块提供的pool类，即Pool进程池。

　　我们先来了解下Pool类的常用方法：

　　apply_async(func[,args[,kwds]]):使用非阻塞方式调用func()函数（并行执行，阻塞方式必须等待上一个进程退出才能执行下一个进程），args为传递给func()函数的参数列表，　kwds为传递给func()函数的关键字参数列表

　　apply(func[,args[,kwds]]):使用阻塞方式调用func()函数

　　close():关闭Pool，使其不再接受新的任务

　　terminate():不管任务是否完成，立即终止

　　join():主进程阻塞，等待子进程的退出，必须在close或terminate之后使用

　　下面通过一个示例演示一下如何通过进程池创建多进程，设置最大进程数为3，使用非阻塞方式执行10个任务：

# -*- coding=utf-8 -*-
from multiprocessing import Pool
import os, time

def task(name):
  print('子进程（%s）执行task %s ...' % ( os.getpid() ,name))
  # 休眠1秒
  time.sleep(1)    

if __name__=='__main__':
  print('父进程（%s）.' % os.getpid())
  # 定义一个进程池，最大进程数3
  p = Pool(3)    
  # 从0开始循环10次  
  for i in range(10):
    # 使用非阻塞方式调用task()函数 
    p.apply_async(task, args=(i,))  
  print('等待所有子进程结束...')
  # 关闭进程池，关闭后p不再接收新的请求
  p.close()
  # 等待子进程结束
  p.join()  
  print('所有子进程结束.')

结果：

父进程（3856）.
等待所有子进程结束...
子进程（18872）执行task 0 ...
子进程（11220）执行task 1 ...
子进程（10140）执行task 2 ...
子进程（18872）执行task 3 ...
子进程（11220）执行task 4 ...
子进程（10140）执行task 5 ...
子进程（18872）执行task 6 ...
子进程（11220）执行task 7 ...
子进程（10140）执行task 8 ...
子进程（18872）执行task 9 ...
所有子进程结束.

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。

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