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python 之 并發編程(守護進程、互斥鎖、IPC通信機制)

系統 1590 0

9.5 守護進程

主進程創建守護進程

  其一:守護進程會在主進程代碼執行結束后就立即終止

  其二:守護進程內無法再開啟子進程,否則拋出異常:AssertionError: daemonic processes are not allowed to have children

注意:進程之間是互相獨立的,主進程代碼運行結束,守護進程隨即終止

  • p.daemon:默認值為False,如果設為True,代表p為后臺運行的守護進程,當p的父進程終止時,p也隨之終止,并且設定為True后,p不能創建自己的新進程,必須在p.start()之前設置

            
              from
            
             multiprocessing 
            
              import
            
            
               Process
?

            
            
              def
            
            
               task(name):
    
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              %s is running
            
            
              '
            
             %
            
               name)
    time.sleep(
            
            3
            
              )
?

            
            
              if
            
            
              __name__
            
             == 
            
              '
            
            
              __main__
            
            
              '
            
            
              :
    obj 
            
            = Process(target=task, args=(
            
              '
            
            
              egon
            
            
              '
            
            
              ,))
    obj.daemon
            
            =True         
            
              #
            
            
              設置obj為守護進程,并且父進程代碼執行結束,obj即終止運行
            
            
    obj.start()             
            
              #
            
            
               發送信號給操作系統
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
            
              '
            
            )
          

9.6 互斥鎖

互斥鎖用來將并發編程串行,犧牲了效率而保證了數據安全

強調:必須是lock.acquire()一次,然后 lock.release()釋放一次,才能繼續lock.acquire(),不能連續的lock.acquire()

互斥鎖和 join的區別:

二者的原理都是一樣,都是將并發變成串行,從而保證有序

區別一:join是按照人為指定的順序執行,而互斥鎖是進程平等地競爭,誰先搶到誰執行,一個人拿到鎖,其余人都等待

            
              from
            
             multiprocessing 
            
              import
            
            
               Process,Lock

            
            
              import
            
            
               random
?
mutex
            
            =
            
              Lock()

            
            
              def
            
            
               task1(lock):
    lock.acquire() 
    
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              task1:名字是egon
            
            
              '
            
            
              )
    
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              task1:性別是male
            
            
              '
            
            
              )
    lock.release()
    

            
            
              def
            
            
               task2(lock):
    lock.acquire()
    
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              task2:名字是alex
            
            
              '
            
            
              )
    
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              task2:性別是male
            
            
              '
            
            
              )
    lock.release()
    

            
            
              def
            
            
               task3(lock):
    lock.acquire()
    
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              task3:名字是lxx
            
            
              '
            
            
              )
    
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              task3:性別是female
            
            
              '
            
            
              )
    lock.release()
    

            
            
              if
            
            
              __name__
            
             == 
            
              '
            
            
              __main__
            
            
              '
            
            
              :
    p1
            
            =Process(target=task1,args=
            
              (mutex,))
    p2
            
            =Process(target=task2,args=
            
              (mutex,))
    p3
            
            =Process(target=task3,args=
            
              (mutex,))
    p1.start()
            
            
              #
            
            
               p1.start()
            
            
    p2.start()
            
              #
            
            
               p1.join()
            
            
    p3.start()
            
              #
            
            
               p2.start()
            
            
              #
            
            
               p2.join()
            
            
              #
            
            
               p3.start()
            
            
              #
            
            
               p3.join()
            
          

9.61 模擬搶票

互斥鎖和 join的區別二:

互斥鎖可以讓一部分代碼(修改共享數據的代碼)串行,而join只能將代碼整體串行

            
              import
            
            
               json

            
            
              import
            
            
               time

            
            
              import
            
            
               random

            
            
              import
            
            
               os

            
            
              from
            
             multiprocessing 
            
              import
            
            
               Process,Lock
?
mutex
            
            =
            
              Lock()

            
            
              def
            
            
               search():
    time.sleep(random.randint(
            
            1,3
            
              ))
    with open(
            
            
              '
            
            
              db.json
            
            
              '
            
            ,
            
              '
            
            
              r
            
            
              '
            
            ,encoding=
            
              '
            
            
              utf-8
            
            
              '
            
            
              ) as f:
        dic
            
            =
            
              json.load(f)
        
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              %s 剩余票數:%s
            
            
              '
            
             %(os.getpid(),dic[
            
              '
            
            
              count
            
            
              '
            
            
              ]))
?

            
            
              def
            
            
               get():
    with open(
            
            
              '
            
            
              db.json
            
            
              '
            
            ,
            
              '
            
            
              r
            
            
              '
            
            ,encoding=
            
              '
            
            
              utf-8
            
            
              '
            
            
              ) as f:
        dic
            
            =
            
              json.load(f)
    
            
            
              if
            
             dic[
            
              '
            
            
              count
            
            
              '
            
            ] >
            
               0:
        dic[
            
            
              '
            
            
              count
            
            
              '
            
            ]-=1
            
              
        with open(
            
            
              '
            
            
              db.json
            
            
              '
            
            ,
            
              '
            
            
              w
            
            
              '
            
            ,encoding=
            
              '
            
            
              utf-8
            
            
              '
            
            
              ) as f:
            json.dump(dic,f)
        
            
            
              print
            
            (
            
              '
            
            
              %s 購票成功
            
            
              '
            
             %
            
              os.getpid())
?

            
            
              def
            
            
               task(lock):
    search()
    lock.acquire()
    get()
    lock.release()
?

            
            
              if
            
            
              __name__
            
             == 
            
              '
            
            
              __main__
            
            
              '
            
            
              :
    
            
            
              for
            
             i 
            
              in
            
             range(10
            
              ):
        p
            
            =Process(target=task,args=
            
              (mutex,))
        p.start()
        
            
            
              #
            
            
               p.join()
            
          

9.7 IPC通信機制

進程彼此之間互相隔離,要實現進程間通信(IPC),multiprocessing模塊支持兩種形式:隊列和管道,這兩種方式都是使用消息傳遞的

進程之間通信必須找到一種介質,該介質必須滿足: 1、是所有進程共享的 2、必須是內存空間 附加:幫我們自動處理好鎖的問題

            
              from
            
             multiprocessing 
            
              import
            
            
               Process,Manager,Lock

            
            
              import
            
            
               time
?
mutex
            
            =
            
              Lock()

            
            
              def
            
            
               task(dic,lock):
    lock.acquire()
    temp
            
            =dic[
            
              '
            
            
              num
            
            
              '
            
            
              ]
    time.sleep(
            
            0.1
            
              )
    dic[
            
            
              '
            
            
              num
            
            
              '
            
            ]=temp-1
            
              
    lock.release()
?

            
            
              if
            
            
              __name__
            
             == 
            
              '
            
            
              __main__
            
            
              '
            
            
              :
    m
            
            =
            
              Manager()
    dic
            
            =m.dict({
            
              '
            
            
              num
            
            
              '
            
            :10
            
              })
    l
            
            =
            
              []
    
            
            
              for
            
             i 
            
              in
            
             range(10
            
              ):
        p
            
            =Process(target=task,args=
            
              (dic,mutex))
        l.append(p)
        p.start()
    
            
            
              for
            
             p 
            
              in
            
            
               l:
        p.join()
    
            
            
              print
            
            (dic)      
            
              #
            
            
              {'num': 0}
            
          

9.71創建隊列的類Queue

底層就是以管道和鎖定的方式實現:

隊列 (管道+鎖) :1、共享的空間 2、是內存空間 3、自動幫我們處理好鎖定問題

  • Queue([maxsize]):創建共享的進程隊列,Queue是多進程安全的隊列,可以使用Queue實現多進程之間的數據傳遞。

  • maxsize是隊列中允許最大項數,省略則無大小限制。

            
              from
            
             multiprocessing 
            
              import
            
            
               Queue
q
            
            =Queue(3)      
            
              #
            
            
              maxsize=3
            
            
q.put(
            
              '
            
            
              first
            
            
              '
            
            
              )
q.put({
            
            
              '
            
            
              second
            
            
              '
            
            
              :None})
q.put(
            
            
              '
            
            
            
              '
            
            
              )
?

            
            
              #
            
            
               q.put(4) #阻塞
            
            
              print
            
            (q.get())  
            
              #
            
            
              first
            
            
              print
            
            (q.get())  
            
              #
            
            
              {'second': None}
            
            
              print
            
            (q.get())  
            
              #
            
            
          

強調: 1、隊列用來存成進程之間溝通的消息,數據量不應該過大 2、maxsize的值超過的內存限制就變得毫無意義

了解:block=True(默認值)、timeout

            q=Queue(1
            
              )
q.put(
            
            
              '
            
            
              first
            
            
              '
            
            ,block=False)      
            
              #
            
            
              q.put方法用以插入數據到隊列中
            
            
q.put(
            
              '
            
            
              fourth
            
            
              '
            
            ,block=False/True)
            
              #
            
            
              queue.Full/一直等
            
            
              ?
q.put(
            
            
              '
            
            
              first
            
            
              '
            
            ,block=
            
              True)
q.put(
            
            
              '
            
            
              fourth
            
            
              '
            
            ,block=True,timeout=3)
            
              #
            
            
              等3秒后報錯queue.Full
            
            
              ?
q.get(block
            
            =False)
            
              #
            
            
              q.get方法可以從隊列讀取并且刪除一個元素
            
            
q.get(block=False)
            
              #
            
            
              queue.Empty
            
            
              ?
q.get(block
            
            =
            
              True)
q.get(block
            
            =True,timeout=2)
            
              #
            
            
              等2秒后報錯queue.Empty
            
          

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