进程(二):进程开启方式与多进程

目录

multiprocess模块

multiprocess.process模块

process模块介绍

使用process模块创建进程

进阶-多进程

利用类开启进程

守护进程

socket聊天并发实例

多进程中的其他方法


multiprocess模块

  之前我们已经了解了很多进程相关的理论知识,了解进程是什么应该不再困难了,刚刚我们已经了解了,运行中的程序就是一个进程。所有的进程都是通过它的父进程来创建的。因此,运行起来的python程序也是一个进程,那么我们也可以在程序中再创建进程。多个进程可以实现并发效果,也就是说,当我们的程序中存在多个进程的时候,在某些时候,就会让程序的执行速度变快。以我们之前所学的知识,并不能实现创建进程这个功能,所以我们就需要借助python中强大的模块。

multiprocess.process模块

process模块介绍

Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]]),由该类实例化得到的对象,表示一个子进程中的任务(尚未启动)

强调:
1. 需要使用关键字的方式来指定参数
2. args指定的为传给target函数的位置参数,是一个元组形式,必须有逗号

参数介绍:
1 group参数未使用,值始终为None
2 target表示调用对象,即子进程要执行的任务
3 args表示调用对象的位置参数元组,args=(1,2,'egon',)
4 kwargs表示调用对象的字典,kwargs={'name':'egon','age':18}
5 name为子进程的名称

方法介绍:
p.start():启动进程,并调用该子进程中的p.run() 
p.run():进程启动时运行的方法,正是它去调用target指定的函数,我们自定义类的类中一定要实现该方法  
p.terminate():强制终止进程p,不会进行任何清理操作,如果p创建了子进程,该子进程就成了僵尸进程,使用该方法需要特别小心这种情况。如果p还保存了一个锁那么也将不会被释放,进而导致死锁
p.is_alive():如果p仍然运行,返回True
p.join([timeout]):主线程等待p终止(强调:是主线程处于等的状态,而p是处于运行的状态)。timeout是可选的超时时间,需要强调的是,p.join只能join住start开启的进程,而不能join住run开启的进程  

属性介绍:
p.daemon:默认值为False,如果设为True,代表p为后台运行的守护进程,当p的父进程终止时,p也随之终止,并且设定为True后,p不能创建自己的新进程,必须在p.start()之前设置
p.name:进程的名称
p.pid:进程的pid
p.exitcode:进程在运行时为None、如果为–N,表示被信号N结束(了解即可)
p.authkey:进程的身份验证键,默认是由os.urandom()随机生成的32字符的字符串。这个键的用途是为涉及网络连接的底层进程间通信提供安全性,这类连接只有在具有相同的身份验证键时才能成功(了解即可)

在windows中使用process模块的注意事项:
在Windows操作系统中由于没有fork(linux操作系统中创建进程的机制),在创建子进程的时候会自动 import 启动它的这个文件,而在 import 的时候又执行了整个文件。因此如果将process()直接写在文件中就会无限递归创建子进程报错。所以必须把创建子进程的部分使用if __name__ ==‘__main__’ 判断保护起来,import 的时候  ,就不会递归运行了。

使用process模块创建进程

在一个python进程中开启子进程,start方法和并发效果。

#在python中启动的第一个子进程
import time
from multiprocessing import Process

def f(name):
    print('hello', name)
    print('我是子进程')

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=f, args=('bob',))
    p.start()
    time.sleep(1)
    print('执行主进程的内容了')
# join()
import time
from multiprocessing import Process
 
def func(arg1,arg2):
    print('*'*arg1)
    time.sleep(5)
    print('*'*arg2)
 
if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=func,args=(10,20))
    p.start()
    print('hahahaha')
    p.join()     # 是感知一个子进程的结束,将异步的程序改为同步
    print('====== : 运行完了')
#查看主进程和子进程的进程号
import os
from multiprocessing import Process

def f(x):
    print('子进程id :',os.getpid(),'父进程id :',os.getppid())
    return x*x

if __name__ == '__main__':
    print('主进程id :', os.getpid())
    p_lst = []
    for i in range(5):
        p = Process(target=f, args=(i,))
        p.start()

进阶-多进程

多个进程同时运行(注意,子进程的执行顺序不是根据启动顺序决定的)

#多个进程同时运行
import time
from multiprocessing import Process

def f(name):
    print('hello', name)
    time.sleep(1)

if __name__ == '__main__':
    p_lst = []
    for i in range(5):
        p = Process(target=f, args=('bob',))
        p.start()
        p_lst.append(p)

#join()
import os
import time
from multiprocessing import Process
 
def func(filename,content):
    with open(filename,'w') as f:
        f.write(content*10*'*')
 
if __name__ == '__main__':
    p_lst = []
    for i in range(10):
        p = Process(target=func,args=('info%s'%i,0))
        p_lst.append(p)
        p.start()
    for p in p_lst:p.join()   # 之前的所有进程必须在这里都执行完才能执行下面的代码
    print([i for i in os.walk(r'E:\python10\day37')])
 

利用类开启进程

除了上面这些开启进程的方法,还有一种以继承Process类的形式开启进程的方式

import os
from multiprocessing import Process
 
class MyProcess(Process):
    def __init__(self,arg1,arg2):
        super().__init__()
        self.arg1 = arg1
        self.arg2 = arg2
 
    def run(self):
        print(self.pid)
        print(self.name)
        print(self.arg1)
        print(self.arg2)
 
if __name__ == '__main__':
    p1 = MyProcess(1,2)
    p1.start()
    p2 = MyProcess(3,4)
    p2.start()
 
# 自定义类 继承Process类
# 必须实现一个run方法,run方法中是在子进程中执行的代码

进程之间的数据隔离问题

import os
from multiprocessing import Process
 
def func():
    global n   # 声明了一个全局变量
    n = 0       # 重新定义了一个n
    print('pid : %s'%os.getpid(),n)
 
if __name__ == '__main__':
    n = 100
    p = Process(target=func)
    p.start()
    p.join()
    print(os.getpid(),n)

结果----》
pid : 8964 0
5908 100

守护进程

会随着主进程的结束而结束。

主进程创建守护进程

  其一:守护进程会在主进程代码执行结束后就终止

  其二:守护进程内无法再开启子进程,否则抛出异常:AssertionError: daemonic processes are not allowed to have children

注意:进程之间是互相独立的,主进程代码运行结束,守护进程随即终止

# 子进程 -- > 守护进程
import time
from multiprocessing import Process
 
def func():
    while True:
        time.sleep(0.2)
        print('我还活着')
 
def func2():
    print('in func2 start')
    time.sleep(8)
    print('in func2 finished')
 
if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=func)
    p.daemon = True   # 设置子进程为守护进程
    p.start()
    p2 = Process(target=func2)
    p2.start()
    p2.terminate()     # 结束一个子进程
    time.sleep(1)
    print(p2.is_alive())  # 检验一个进程是否还活着
    print(p2.name)
    # i = 0
    # while i<5:
    #     print('我是socket server')
    #     time.sleep(1)
    #     i+=1
 
# 守护进程 会 随着 主进程的代码执行完毕 而 结束
# 在主进程内结束一个子进程 p.terminate()
    #  结束一个进程不是在执行方法之后立即生效,需要一个操作系统响应的过程
# 检验一个进程是否活着的状态 p.is_alive()
# p.name p.pid 这个进程的名字和进程号

socket聊天并发实例

#使用多进程实现socket聊天并发-server
from socket import *
from multiprocessing import Process

server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
server.bind(('127.0.0.1',8080))
server.listen(5)

def talk(conn,client_addr):
    while True:
        try:
            msg=conn.recv(1024)
            if not msg:break
            conn.send(msg.upper())
        except Exception:
            break

if __name__ == '__main__': #windows下start进程一定要写到这下面
    while True:
        conn,client_addr=server.accept()
        p=Process(target=talk,args=(conn,client_addr))
        p.start()


#client端
from socket import *

client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1',8080))


while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue

    client.send(msg.encode('utf-8'))
    msg=client.recv(1024)
    print(msg.decode('utf-8'))

多进程中的其他方法

#进程对象的其他方法:terminate,is_alive
from multiprocessing import Process
import time
import random

class Myprocess(Process):
    def __init__(self,person):
        self.name=person
        super().__init__()

    def run(self):
        print('%s正在和网红脸聊天' %self.name)
        time.sleep(random.randrange(1,5))
        print('%s还在和网红脸聊天' %self.name)


p1=Myprocess('张三')
p1.start()

p1.terminate()#关闭进程,不会立即关闭,所以is_alive立刻查看的结果可能还是存活
print(p1.is_alive()) #结果为True

print('开始')
print(p1.is_alive()) #结果为False



#进程对象的其他属性:pid和name
class Myprocess(Process):
    def __init__(self,person):
        self.name=person   # name属性是Process中的属性,标示进程的名字
        super().__init__() # 执行父类的初始化方法会覆盖name属性
        #self.name = person # 在这里设置就可以修改进程名字了
        #self.person = person #如果不想覆盖进程名,就修改属性名称就可以了
    def run(self):
        print('%s正在和网红脸聊天' %self.name)
        # print('%s正在和网红脸聊天' %self.person)
        time.sleep(random.randrange(1,5))
        print('%s正在和网红脸聊天' %self.name)
        # print('%s正在和网红脸聊天' %self.person)


p1=Myprocess('张三')
p1.start()
print(p1.pid)    #可以查看子进程的进程id


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