python中進程池和回調函數


一、數據共享

1.進程間的通信應該盡量避免共享數據的方式

2.進程間的數據是獨立的,可以借助隊列或管道實現通信,二者都是基於消息傳遞的。

雖然進程間數據獨立,但可以用過Manager實現數據共享,事實上Manager的功能遠不止於此。

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命令就是一個程序,按回車就會執行(這個只是在windows情況下)
tasklist 查看進程
tasklist | findstr  pycharm    #(findstr是進行過濾的),|就是管道(tasklist執行的內容就放到管道里面了,
管道后面的findstr  pycharm就接收了)

3.(IPC)進程之間的通信有兩種實現方式:管道和隊列

from multiprocessing import Manager,Process,Lock
 2 def work(dic,mutex):
 3     # mutex.acquire()
 4     # dic['count']-=1
 5     # mutex.release()
 6     # 也可以這樣加鎖
 7     with mutex:
 8         dic['count'] -= 1
 9 if __name__ == '__main__':
10     mutex = Lock()
11     m = Manager()  #實現共享,由於字典是共享的字典,所以得加個鎖
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)  #先添加進去
17         p.start()
18     for i in p_l:
19         i.join()
20     print(share_dic)
21 # 共享就意味着會有競爭,

二、進程池

在利用Python進行系統管理的時候,特別是同時操作多個文件目錄,或者遠程控制多台主機,並行操作可以節約大量的時間。多進程是實現並發的手段之一,需要注意的問題是:

  1. 很明顯需要並發執行的任務通常要遠大於核數
  2. 一個操作系統不可能無限開啟進程,通常有幾個核就開幾個進程
  3. 進程開啟過多,效率反而會下降(開啟進程是需要占用系統資源的,而且開啟多余核數目的進程也無法做到並行)

例如當被操作對象數目不大時,可以直接利用multiprocessing中的Process動態成生多個進程,十幾個還好,但如果是上百個,上千個。。。手動的去限制進程數量卻又太過繁瑣,此時可以發揮進程池的功效。

那么什么是進程池呢?進程池就是控制進程數目

 ps:對於遠程過程調用的高級應用程序而言,應該使用進程池,Pool可以提供指定數量的進程,供用戶調用,當有新的請求提交到pool中時,如果池還沒有滿,那么就會創建一個新的進程用來執行該請求;但如果池中的進程數已經達到規定最大值,那么該請求就會等待,直到池中有進程結束,就重用進程池中的進程。 

進程池的結構:

 創建進程池的類:如果指定numprocess為3,則進程池會從無到有創建三個進程,然后自始至終使用這三個進程去執行所有任務,不會開啟其他進程

1.創建進程池

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Pool([numprocess  [,initializer [, initargs]]]):創建進程池

2.參數介紹

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numprocess:要創建的進程數,如果省略,將默認為cpu_count()的值,可os.cpu_count()查看
initializer:是每個工作進程啟動時要執行的可調用對象,默認為 None
initargs:是要傳給initializer的參數組

3.方法介紹

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p. apply (func [, args [, kwargs]]):在一個池工作進程中執行
func( * args, * * kwargs),然后返回結果。
需要強調的是:此操作並不會在所有池工作進程中並執行func函數。
如果要通過不同參數並發地執行func函數,必須從不同線程調用p. apply ()
函數或者使用p.apply_async()
 
 
p.apply_async(func [, args [, kwargs]]):在一個池工作進程中執行func( * args, * * kwargs),然后返回結果。此方法的結果是AsyncResult類的實例,
callback是可調用對象,接收輸入參數。當func的結果變為可用時,
將理解傳遞給callback。callback禁止執行任何阻塞操作,
否則將接收其他異步操作中的結果。
    
p.close():關閉進程池,防止進一步操作。禁止往進程池內在添加任務(需要注意的是一定要寫在close()的上方)
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P.jion():等待所有工作進程退出。此方法只能在close()或teminate()之后調用

應用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個數
10     p = Pool(4) #最大四個進程
11     for i in range(1,7):#開7個任務
12         res = p.apply(task,args=(i,))  #同步的,等着一個運行完才執行另一個
13         print('本次任務的結束:%s'%res)
14     p.close()#禁止往進程池內在添加任務
15     p.join() #在等進程池
16     print('主')

# ----------------
 2 # 那么我們為什么要用進程池呢?這是因為進程池使用來控制進程數目的,
 3 # 我們需要幾個就開幾個進程。如果不用進程池實現並發的話,會開很多的進程
 4 # 如果你開的進程特別多,那么你的機器就會很卡,所以我們把進程控制好,用幾個就
 5 # 開幾個,也不會太占用內存
 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)  #打印出來的是對象
18          res_obj_l.append(res)  #那么現在拿到的是一個列表,怎么得到值呢?我們用個.get方法
19      p.close() #禁止往進程池里添加任務
20      p.join()
21      # print(res_obj_l)
22      print([obj.get() for obj in res_obj_l])  #這樣就得到了

那么什么是同步,什么是異步呢?

同步就是指一個進程在執行某個請求的時候,若該請求需要一段時間才能返回信息,那么這個進程將會一直等待下去,直到收到返回信息才繼續執行下去

異步是指進程不需要一直等下去,而是繼續執行下面的操作,不管其他進程的狀態。當有消息返回時系統會通知進程進行處理,這樣可以提高執行的效率。

什么是串行,什么是並行呢?

舉例:能並排開幾輛車的就可以說是“並行”,只能一輛一輛開的就屬於“串行”了。很明顯,並行的速度要比串行的快得多。(並行互不影響,串行的等着一個完了才能接着另一個)

應用2:

使用進程池維護固定數目的進程(以前客戶端和服務端的改進)

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:  # 通信循環
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('發送的是%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:#鏈接循環
22         coon,addr = s.accept()
23         print(coon,addr)
24         p.apply_async(talk,args=(coon,addr))
25     s.close()
26 #因為是循環,所以就不用p.join了

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()

 

三、回調函數

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回調函數什么時候用?(回調函數在爬蟲中最常用)
造數據的非常耗時
處理數據的時候不耗時
 
 
你下載的地址如果完成了,就自動提醒讓主進程解析
誰要是好了就通知解析函數去解析(回調函數的強大之處)

需要回調函數的場景:進程池中任何一個任務一旦處理完了,就立即告知主進程:我好了額,你可以處理我的結果了。主進程則調用一個函數去處理該結果,該函數即回調函數

我們可以把耗時間(阻塞)的任務放到進程池中,然后指定回調函數(主進程負責執行),這樣主進程在執行回調函數時就省去了I/O的過程,直接拿到的是任務的結果。

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     '''解析函數'''
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

 如果在主進程中等待進程池中所有任務都執行完畢后,再統一處理結果,則無需回調函數

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響應
 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])

 


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