【从零学习python 】85.Python进程池的并行计算技术应用

进程池

当需要创建的子进程数量不多时，可以直接利用 multiprocessing 中的 Process 动态生成多个进程，但如果是上百甚至上千个目标，手动创建进程的工作量巨大，此时就可以使用 multiprocessing 模块提供的 Pool 方法。

初始化 Pool 时，可以指定一个最大进程数，当有新的请求提交到 Pool 中时，如果池还没有满，那么就会创建一个新的进程用来执行该请求；但如果池中的进程数已经达到指定的最大值，那么该请求就会等待，直到池中有进程结束，才会用之前的进程来执行新的任务，请看下面的实例：

代码语言：javascript

复制

from multiprocessing import Pool
import os, time, random
def worker(msg):

t_start = time.time()

print("%s开始执行，进程号为%d" % (msg, os.getpid()))

# random.random()随机生成0~1之间的浮点数

time.sleep(random.random()*2)

t_stop = time.time()

print(msg, "执行完毕，耗时%0.2f" % (t_stop - t_start))
po = Pool(3)  # 定义一个进程池，最大进程数3

for i in range(0, 10):

# Pool().apply_async(要调用的目标, (传递给目标的参数元组,))

# 每次循环将会用空闲出来的子进程去调用目标

po.apply_async(worker, (i,))
print("----start----")

po.close()  # 关闭进程池，关闭后po不再接收新的请求

po.join()  # 等待po中所有子进程执行完成，必须放在close语句之后

print("-----end-----")

运行效果

代码语言：javascript

复制

----start----

0开始执行，进程号为21466

1开始执行，进程号为21468

2开始执行，进程号为21467

0执行完毕，耗时1.01

3开始执行，进程号为21466

2执行完毕，耗时1.24

4开始执行，进程号为21467

3执行完毕，耗时0.56

5开始执行，进程号为21466

1执行完毕，耗时1.68

6开始执行，进程号为21468

4执行完毕，耗时0.67

7开始执行，进程号为21467

5执行完毕，耗时0.83

8开始执行，进程号为21466

6执行完毕，耗时0.75

9开始执行，进程号为21468

7执行完毕，耗时1.03

8执行完毕，耗时1.05

9执行完毕，耗时1.69

-----end-----

multiprocessing.Pool 常用函数解析：

apply_async(func[, args[, kwds]])：使用非阻塞方式调用 func（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 的参数列表，kwds 为传递给 func 的关键字参数列表；
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。

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：

代码语言：javascript

复制

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：

代码语言：javascript

复制

# 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 "helloworld":

q.put(i)
if name == "main":

print("(%s) start" % os.getpid())

q = Manager().Queue()  # 使用 Manager 中的 Queue

po = Pool()

po.apply_async(writer, (q,))
time.sleep(1)  # 先让上面的任务向 `Queue` 存入数据，然后再让下面的任务开始从中取数据

po.apply_async(reader, (q,))
po.close()
po.join()
print(&#34;(%s) End&#34; % os.getpid())</code></pre></div></div><h5 id="fg70c" name="%E8%BF%90%E8%A1%8C%E7%BB%93%E6%9E%9C">运行结果</h5><div class="rno-markdown-code"><div class="rno-markdown-code-toolbar"><div class="rno-markdown-code-toolbar-info"><div class="rno-markdown-code-toolbar-item is-type"><span class="is-m-hidden">代码语言：</span>javascript</div></div><div class="rno-markdown-code-toolbar-opt"><div class="rno-markdown-code-toolbar-copy"><i class="icon-copy"></i><span class="is-m-hidden">复制</span></div></div></div><div class="developer-code-block"><pre class="prism-token token line-numbers language-javascript"><code class="language-javascript" style="margin-left:0">(4171) start

writer启动(4173)，父进程为(4171)

reader启动(4174)，父进程为(4171)

reader从Queue获取到消息：h

reader从Queue获取到消息：e

reader从Queue获取到消息：l

reader从Queue获取到消息：l

reader从Queue获取到消息：o

reader从Queue获取到消息：w

reader从Queue获取到消息：o

reader从Queue获取到消息：r

reader从Queue获取到消息：l

reader从Queue获取到消息：d

(4171) End