进程间的通信

Zss 发表于:

总结

多任务可以完成不同任务的分工,进程间的数据是不相同的,每个进程的数据都是独有的

所以需要使用到进程间的通信,所谓的通信就是数据交互,使用通信的方式一般有:管道(包括无名管道和命名管道)、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams等

一 .Queue的使用(消息队列)(先进先出)(可以随意添加数据类型)(在process创建的进程中来使用)

1.q = Queue(3) 创建三个消息,若不加参数,无限大,相加几个加几个

2. q.qsize() 查看q中当前有多少个消息

3.当q中的消息已经满了,此时无法再添加

4.q.put() 向q中放入一个消息,当消息队列中已经满了,此时再次添加处于阻塞状态,会一直等待队列中出一个位置,再添加     当使用q.ppu_nowait()时,若消息队列满了,不会等待他空出一个位置,那么程序直接报错,一般配合try来使用

5.q.get() 向q中取出一个消息,取的时候是去最开始添加进的消息,取出来后这个信息在消息队列中消失,此时多出一个位置

6.q.empty()   检查消息队列中是不是空的   你是空的吗? 返回的值为false 或者 true

7.q.full()        检查消息队列中是不是满的     你是满的吗?     返回的值为false 或者 true

8.多个进程中可以使用多个消息队列来进行同信

二.进程池中进程的通信

1.使用from multiprocessing import Manager,Pool

2.创建一个q = Manager().Queue(),将其作为一个参数传入到Pool中来实现进程池中的通信

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可以使用multiprocessing模块的Queue实现多进程之间的数据传递,Queue本身是一个消息列队程序,首先用一个小实例来演示一下Queue的工作原理:


#coding=utf-8
from multiprocessing import Queue
q=Queue(3) #初始化一个Queue对象,最多可接收三条put消息
q.put("消息1") 
q.put("消息2")
print(q.full())  #False
q.put("消息3")
print(q.full()) #True

#因为消息列队已满下面的try都会抛出异常,第一个try会等待2秒后再抛出异常,第二个Try会立刻抛出异常
try:
    q.put("消息4",True,2)
except:
    print("消息列队已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())

try:
    q.put_nowait("消息4")
except:
    print("消息列队已满,现有消息数量:%s"%q.qsize())

#推荐的方式,先判断消息列队是否已满,再写入
if not q.full():
    q.put_nowait("消息4")

#读取消息时,先判断消息列队是否为空,再读取
if not q.empty():
    for i in range(q.qsize()):
        print(q.get_nowait())

运行结果:


False
True
消息列队已满,现有消息数量:3
消息列队已满,现有消息数量:3
消息1
消息2
消息3

说明

初始化Queue()对象时(例如:q=Queue()),若括号中没有指定最大可接收的消息数量,或数量为负值,那么就代表可接受的消息数量没有上限(直到内存的尽头);

  • Queue.qsize():返回当前队列包含的消息数量;
  • Queue.empty():如果队列为空,返回True,反之False ;
  • Queue.full():如果队列满了,返回True,反之False;
  • Queue.get([block[, timeout]]):获取队列中的一条消息,然后将其从列队中移除,block默认值为True;

1)如果block使用默认值,且没有设置timeout(单位秒),消息列队如果为空,此时程序将被阻塞(停在读取状态),直到从消息列队读到消息为止,如果设置了timeout,则会等待timeout秒,若还没读取到任何消息,则抛出”Queue.Empty”异常;

2)如果block值为False,消息列队如果为空,则会立刻抛出”Queue.Empty”异常;

  • Queue.get_nowait():相当Queue.get(False);
  • Queue.put(item,[block[, timeout]]):将item消息写入队列,block默认值为True;

1)如果block使用默认值,且没有设置timeout(单位秒),消息列队如果已经没有空间可写入,此时程序将被阻塞(停在写入状态),直到从消息列队腾出空间为止,如果设置了timeout,则会等待timeout秒,若还没空间,则抛出”Queue.Full”异常;

2)如果block值为False,消息列队如果没有空间可写入,则会立刻抛出”Queue.Full”异常;

  • Queue.put_nowait(item):相当Queue.put(item, False);

Queue实例

我们以Queue为例,在父进程中创建两个子进程,一个往Queue里写数据,一个从Queue里读数据:

from multiprocessing import Process, Queue
import os, time, random

# 写数据进程执行的代码:
def write(q):
    for value in ['A', 'B', 'C']:
        print 'Put %s to queue...' % value
        q.put(value)
        time.sleep(random.random())

# 读数据进程执行的代码:
def read(q):
    while True:
        if not q.empty():
            value = q.get(True)
            print 'Get %s from queue.' % value
            time.sleep(random.random())
        else:
            break

if __name__=='__main__':
    # 父进程创建Queue,并传给各个子进程:
    q = Queue()
    pw = Process(target=write, args=(q,))
    pr = Process(target=read, args=(q,))
    # 启动子进程pw,写入:
    pw.start()    
    # 等待pw结束:
    pw.join()
    # 启动子进程pr,读取:
    pr.start()
    pr.join()
    # pr进程里是死循环,无法等待其结束,只能强行终止:
    print ''
    print '所有数据都写入并且读完'
进程池中的Queue

如果要使用Pool创建进程,就需要使用multiprocessing.Manager()中的Queue(),而不是multiprocessing.Queue(),否则会得到一条如下的错误信息:

RuntimeError: Queue objects should only be shared between processes through inheritance.

下面的实例演示了进程池中的进程如何通信:


#coding=utf-8

#修改import中的Queue为Manager
from multiprocessing import Manager,Pool
import os,time,random

def reader(q):
    print("reader启动(%s),父进程为(%s)"%(os.getpid(),os.getppid()))
    for i in range(q.qsize()):
        print("reader从Queue获取到消息:%s"%q.get(True))

def writer(q):
    print("writer启动(%s),父进程为(%s)"%(os.getpid(),os.getppid()))
    for i in "dongGe":
        q.put(i)

if __name__=="__main__":
    print("(%s) start"%os.getpid())
    q=Manager().Queue() #使用Manager中的Queue来初始化
    po=Pool()
    #使用阻塞模式创建进程,这样就不需要在reader中使用死循环了,可以让writer完全执行完成后,再用reader去读取
    po.apply(writer,(q,))
    po.apply(reader,(q,))
    po.close()
    po.join()
    print("(%s) End"%os.getpid())

运行结果:


(21156) start
writer启动(21162),父进程为(21156)
reader启动(21162),父进程为(21156)
reader从Queue获取到消息:d
reader从Queue获取到消息:o
reader从Queue获取到消息:n
reader从Queue获取到消息:g
reader从Queue获取到消息:G
reader从Queue获取到消息:e
(21156) End