python并发编程之多进程2--------数据共享及进程池和回调函数

一、数据共享

1.进程间的通信应该尽量避免共享数据的方式

2.进程间的数据是独立的,可以借助队列或管道实现通信,二者都是基于消息传递的。

虽然进程间数据独立,但可以用过Manager实现数据共享,事实上Manager的功能远不止于此。

  1 命令就是一个程序,按回车就会执行(这个只是在windows情况下)
  2 tasklist 查看进程
  3 tasklist | findstr  pycharm   #(findstr是进行过滤的),|就是管道(tasklist执行的内容就放到管道里面了,
  4 管道后面的findstr  pycharm就接收了)

3.(IPC)进程之间的通信有两种实现方式:管道和队列

  1 from multiprocessing import Manager,Process,Lock
  2 def work(dic,mutex):
  3     # mutex.acquire()
  4     # dic['count']-=1
  5     # mutex.release()
  6     # 也可以这样加锁
  7     with mutex:
  8         dic['count'] -= 1
  9 if __name__ == '__main__':
 10     mutex = Lock()
 11     m = Manager()  #实现共享,由于字典是共享的字典,所以得加个锁
 12     share_dic = m.dict({'count':100})
 13     p_l = []
 14     for i in range(100):
 15         p = Process(target=work,args=(share_dic,mutex))
 16         p_l.append(p)  #先添加进去
 17         p.start()
 18     for i in p_l:
 19         i.join()
 20     print(share_dic)
 21 # 共享就意味着会有竞争,
 22 
 23 
数据共享 View Code

二、进程池

在利用Python进行系统管理的时候,特别是同时操作多个文件目录,或者远程控制多台主机,并行操作可以节约大量的时间。多进程是实现并发的手段之一,需要注意的问题是:

  1. 很明显需要并发执行的任务通常要远大于核数
  2. 一个操作系统不可能无限开启进程,通常有几个核就开几个进程
  3. 进程开启过多,效率反而会下降(开启进程是需要占用系统资源的,而且开启多余核数目的进程也无法做到并行)

例如当被操作对象数目不大时,可以直接利用multiprocessing中的Process动态成生多个进程,十几个还好,但如果是上百个,上千个。。。手动的去限制进程数量却又太过繁琐,此时可以发挥进程池的功效。

那么什么是进程池呢?进程池就是控制进程数目

  1 ps:对于远程过程调用的高级应用程序而言,应该使用进程池,Pool可以提供指定数量的进程,供用户调用,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规定最大值,那么该请求就会等待,直到池中有进程结束,就重用进程池中的进程。

 

进程池的结构:

创建进程池的类:如果指定numprocess为3,则进程池会从无到有创建三个进程,然后自始至终使用这三个进程去执行所有任务,不会开启其他进程

1.创建进程池

  1 Pool([numprocess  [,initializer [, initargs]]]):创建进程池

2.参数介绍

  1 numprocess:要创建的进程数,如果省略,将默认为cpu_count()的值,可os.cpu_count()查看
  2 initializer:是每个工作进程启动时要执行的可调用对象,默认为None
  3 initargs:是要传给initializer的参数组

3.方法介绍

  1 p.apply(func [, args [, kwargs]]):在一个池工作进程中执行
  2 func(*args,**kwargs),然后返回结果。
  3 需要强调的是:此操作并不会在所有池工作进程中并执行func函数。
  4 如果要通过不同参数并发地执行func函数,必须从不同线程调用p.apply()
  5 函数或者使用p.apply_async()
  6 
  7 
  8 p.apply_async(func [, args [, kwargs]]):在一个池工作进程中执行func(*args,**kwargs),然后返回结果。此方法的结果是AsyncResult类的实例,
  9 callback是可调用对象,接收输入参数。当func的结果变为可用时,
 10 将理解传递给callback。callback禁止执行任何阻塞操作,
 11 否则将接收其他异步操作中的结果。
 12 
 13 p.close():关闭进程池,防止进一步操作。禁止往进程池内在添加任务(需要注意的是一定要写在close()的上方)
 14 
  1 P.jion():等待所有工作进程退出。此方法只能在close()或teminate()之后调用

应用1:

  1 from multiprocessing import Pool
  2 import os,time
  3 def task(n):
  4     print('[%s] is running'%os.getpid())
  5     time.sleep(2)
  6     print('[%s] is done'%os.getpid())
  7     return n**2
  8 if __name__ == '__main__':
  9     # print(os.cpu_count())  #查看cpu个数
 10     p = Pool(4) #最大四个进程
 11     for i in range(1,7):#开7个任务
 12         res = p.apply(task,args=(i,))  #同步的,等着一个运行完才执行另一个
 13         print('本次任务的结束:%s'%res)
 14     p.close()#禁止往进程池内在添加任务
 15     p.join() #在等进程池
 16     print('主')
apply同步进程池(阻塞)(串行) View Code
  1 # ----------------
  2 # 那么我们为什么要用进程池呢?这是因为进程池使用来控制进程数目的,
  3 # 我们需要几个就开几个进程。如果不用进程池实现并发的话,会开很多的进程
  4 # 如果你开的进程特别多,那么你的机器就会很卡,所以我们把进程控制好,用几个就
  5 # 开几个,也不会太占用内存
  6 from multiprocessing import Pool
  7 import os,time
  8 def walk(n):
  9     print('task[%s] running...'%os.getpid())
 10     time.sleep(3)
 11     return n**2
 12 if __name__ == '__main__':
 13      p = Pool(4)
 14      res_obj_l = []
 15      for i in range(10):
 16          res = p.apply_async(walk,args=(i,))
 17          # print(res)  #打印出来的是对象
 18          res_obj_l.append(res)  #那么现在拿到的是一个列表,怎么得到值呢?我们用个.get方法
 19      p.close() #禁止往进程池里添加任务
 20      p.join()
 21      # print(res_obj_l)
 22      print([obj.get() for obj in res_obj_l])  #这样就得到了
 23 
apply_async异步进程池(非阻塞)(并行) View Code

 

那么什么是同步,什么是异步呢?

同步就是指一个进程在执行某个请求的时候,若该请求需要一段时间才能返回信息,那么这个进程将会一直等待下去,直到收到返回信息才继续执行下去

异步是指进程不需要一直等下去,而是继续执行下面的操作,不管其他进程的状态。当有消息返回时系统会通知进程进行处理,这样可以提高执行的效率。

什么是串行,什么是并行呢?

举例:能并排开几辆车的就可以说是“并行”,只能一辆一辆开的就属于“串行”了。很明显,并行的速度要比串行的快得多。(并行互不影响,串行的等着一个完了才能接着另一个)

应用2:

使用进程池维护固定数目的进程(以前客户端和服务端的改进

  1 from socket import *
  2 from multiprocessing import Pool
  3 s = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
  4 s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #端口重用
  5 s.bind(('127.0.0.1',8081))
  6 s.listen(5)
  7 print('start running...')
  8 def talk(coon,addr):
  9     while True:  # 通信循环
 10         try:
 11             cmd = coon.recv(1024)
 12             print(cmd.decode('utf-8'))
 13             if not cmd: break
 14             coon.send(cmd.upper())
 15             print('发送的是%s'%cmd.upper().decode('utf-8'))
 16         except Exception:
 17             break
 18     coon.close()
 19 if __name__ == '__main__':
 20     p = Pool(4)
 21     while True:#链接循环
 22         coon,addr = s.accept()
 23         print(coon,addr)
 24         p.apply_async(talk,args=(coon,addr))
 25     s.close()
 26 #因为是循环,所以就不用p.join了
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服务端 View Code

 

  1 from socket import *
  2 c = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
  3 c.connect(('127.0.0.1',8081))
  4 while True:
  5     cmd = input('>>:').strip()
  6     if not cmd:continue
  7     c.send(cmd.encode('utf-8'))
  8     data = c.recv(1024)
  9     print('接受的是%s'%data.decode('utf-8'))
 10 c.close()
 11 
客户端 View Code

 

三、回调函数

  1 回调函数什么时候用?(回调函数在爬虫中最常用)
  2 造数据的非常耗时
  3 处理数据的时候不耗时
  4 
  5 你下载的地址如果完成了,就自动提醒让主进程解析
  6 谁要是好了就通知解析函数去解析(回调函数的强大之处)

需要回调函数的场景:进程池中任何一个任务一旦处理完了,就立即告知主进程:我好了额,你可以处理我的结果了。主进程则调用一个函数去处理该结果,该函数即回调函数

我们可以把耗时间(阻塞)的任务放到进程池中,然后指定回调函数(主进程负责执行),这样主进程在执行回调函数时就省去了I/O的过程,直接拿到的是任务的结果。

  1 from  multiprocessing import Pool
  2 import requests
  3 import os
  4 import time
  5 def get_page(url):
  6     print('<%s> is getting [%s]' %(os.getpid(),url))
  7     response = requests.get(url)  #得到地址
  8     time.sleep(2)
  9     print('<%s> is  done [%s]'%(os.getpid(),url))
 10     return {'url':url,'text':response.text}
 11 def parse_page(res):
 12     '''解析函数'''
 13     print('<%s> parse [%s]'%(os.getpid(),res['url']))
 14     with open('db.txt','a') as f:
 15         parse_res = 'url:%s size:%s\n' %(res['url'],len(res['text']))
 16         f.write(parse_res)
 17 if __name__ == '__main__':
 18     p = Pool(4)
 19     urls = [
 20         'https://www.baidu.com',
 21         'http://www.openstack.org',
 22         'https://www.python.org',
 23         'https://help.github.com/',
 24         'http://www.sina.com.cn/'
 25     ]
 26     for url in urls:
 27         obj = p.apply_async(get_page,args=(url,),callback=parse_page)
 28     p.close()
 29     p.join()
 30     print('主',os.getpid())  #都不用.get()方法了
 31 
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回调函数(下载网页的小例子) View Code

 

如果在主进程中等待进程池中所有任务都执行完毕后,再统一处理结果,则无需回调函数

  1 from  multiprocessing import Pool
  2 import requests
  3 import os
  4 def get_page(url):
  5     print('<%os> get [%s]' %(os.getpid(),url))
  6     response = requests.get(url)  #得到地址  response响应
  7     return {'url':url,'text':response.text}
  8 if __name__ == '__main__':
  9     p = Pool(4)
 10     urls = [
 11         'https://www.baidu.com',
 12         'http://www.openstack.org',
 13         'https://www.python.org',
 14         'https://help.github.com/',
 15         'http://www.sina.com.cn/'
 16     ]
 17     obj_l= []
 18     for url in urls:
 19         obj = p.apply_async(get_page,args=(url,))
 20         obj_l.append(obj)
 21     p.close()
 22     p.join()
 23     print([obj.get() for obj in obj_l])
 24 
 25 
下载网页小例子(无需回调函数) View Code

归类: 网络编程socket

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