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架构意识概述

江南北 2024-10-31 阅读 20

我们的目标是:通过这一套资料学习下来,可以熟练掌握python基础,然后结合经典实例、实践相结合,使我们完全掌握python,并做到独立完成项目开发的能力。

上篇文章我们讨论了通过multiprocessing模块创建进程操作的相关知识。今天学习一下进程间通信方式。

1、进程间能否直接共享信息

上一节我们学会了创建多个子进程,每个进程之间有什么关系呢?每个进程都有自己的地址空间、内存、数据栈以及其它记录其运行状态的辅助数据。我们举例说明进程之间能否之间共享信息:

定义一个全局变量,创建两个子进程对全局变量执行不同的操作。输出操作后的结果,查看:

#定义一个全局变量glo_num,创建两个子进程对全局变量执行不同的操作。输出操作后的结果
def plus():
    print("************子进程1开始************")
    global glo_num
    glo_num = 200+100
    print("glo_num is %d"%glo_num)
    print("************子进程1结束************")

def minus():
    print("************子进程2开始************")
    global glo_num
    glo_num = 200-100
    print("glo_num is %d"%glo_num)
    print("************子进程2结束************")

glo_num = 200
def main():
    print("************主进程开始************")
    print("父进程 的PID :%s。"%os.getpid())
    p1 = Process(target=plus)  #实例化进程1
    p2 = Process(target=minus) #实例化进程2
    p1.start()  #开启进程1
    p2.start()
    p1.join()   #等待p1进程结束
    p2.join()
    print("************主进程结束************")

if __name__=="__main__":
    main()

输出结果参考:

我们可以看到全局变量200作为两个进程的初始值进行计算的。子进程之间没有共享信息。

如是修改:plus后面增加括号后,查看结果,进程就共享了信息。

p1 = Process(target=plus())  #实例化进程1,增加括号后
p2 = Process(target=minus()) #实例化进程2

2、多进程队列的使用

在Python中,队列是一种线性数据结构,遵循先进先出(FIFO)原则。Python的标准库中提供了queue模块,其中Queue类可以用来创建线程安全的队列。进程间就可以使用Queue来实现数据的传递

Queue常用的方法:

1)q=Queue(num)   :初始化Queue()对象,num为指定的最大可接收消息数量,若num为空或者负数时,就代表可接收的消息数量没有上限,直到内存的尽头

2)Queue.qsize():返回当前队列包含的消息数量;

3)Queue.empty(): 如果队列为空,返回True ;否则返回False

4) Queue.full():如果队列满了,返回True ;否则返回False;

5)Queue.get([block[,timeout]):获取队列中的一条消息,然后将其从队列中移除,block默认为True;如果block 使用默认值,且没有设置timeout(单位:s)消息队列为空,则此时程序会被阻塞。直到从消息读到消息位置,若设置了timeout,则会等待timeout 秒,若是还是没有任何消息,则抛出Queue.empty异常

如果block 使用False,消息队列为空,会立即抛出Queue.empty异常;

  1. Queue.get_nowait():相当于Queue.get(False);
  2. Queue.put([block[,timeout]):将item消息写入队列中,block默认为True;如果block 使用默认值,且没有设置timeout(单位:s),消息队列中已没有空间可写入,则此时程序会被阻塞。直到从空间可以写入消息为止,若设置了timeout,则会等待timeout 秒,若是还是没有任何写入空间,则抛出Queue.Full异常

如果block 使用False,消息队列没有空间可写入,会立即抛出Queue.Full异常;

  1. Queue.put_nowait(item):相当于Queue.put(item,False)

参考代码如下:

from multiprocessing import Queue
def main():
    q = Queue(3)    #初始化Queue 对象,最多可接收3条信息
    q.put("message 1")
    q.put("message 2")
    print("队列还有空间吗?",q.full())  #队列是否满,返回False

    q.put("message 3")
    print("队列还有空间吗?", q.full()) #队列是否满,返回True
    #尝试继续放入消息,如是没有空间写入,延时2秒后报错
    try:
        q.put("message",True,2)
    except:
        print("消息队列已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())

    #读取消息时,先判断消息队列是否为空
    if not q.empty():
        print("队列中消息为非空,读取消息")
        for i in range(q.qsize()):
            print(q.get_nowait())   #读取消息,无消息时报错不等待
    #写入队列消息,先判断是否已满
    if not q.full():
        q.put_nowait("message 4")
    print(q.get(True,5))
if __name__=="__main__":
    main()

输出参考结果:

可以看到先进先出。

3、使用队列在进程间通信

举例说明:分别向队列中写入和读取数据

import time
from multiprocessing import Process
from multiprocessing import Queue
#向队列中写入数据
def write_fun(q1):
    if not q1.full():
        for i in range(4):
            message = "消息" + str(i)
            q1.put(message)
            print("写入:%s"%message)
#从队列中读取数据
def read_fun(q2):
    time.sleep(1)
    while not q2.empty():
        print("读取:%s"%q2.get(True,2))

def main():
    print("----------父进程开始了------------")
    q = Queue()    #初始化Queue 对象,最多可接收3条信息
    pw = Process(target=write_fun,args=(q,)) #实例化写入队列中的子进程,并且传递队列
    pr = Process(target=read_fun,args=(q,))#实例化读取队列中的子进程,并且传递队列
    pw.start()  #启动子进程,进行写入
    pr.start()
    pw.join()  #等待子进程执行结束
    pr.join()

    print("----------父进程结束了------------")

if __name__=="__main__":
    main()

输出结果参考:

今天先写学习到这里了,每天进步一点点。明天也要加油啊!

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