Python通过队列来实现进程间通信的示例
Python程序中,在进程和进程之间是不共享全局变量的数据的。
我们来看一个例子:
from multiprocessing import Process import os import time nums = [11, 22] def work1(): """子进程要执行的代码""" print("in process1 pid=%d ,nums=%s" % (os.getpid(), nums)) for i in range(3): nums.append(i) time.sleep(1) print("in process1 pid=%d ,nums=%s" % (os.getpid(), nums)) def work2(): """子进程要执行的代码""" print("in process2 pid=%d ,nums=%s" % (os.getpid(), nums)) if __name__ == '__main__': p1 = Process(target=work1) p1.start() p1.join() p2 = Process(target=work2) p2.start()
进程 p1 里对全局变量 nums 循环进行处理,进程 p2 将 nums 打印出来,发现 nums 的值没有变化。
运行结果:
in process1 pid=5788 ,nums=[11, 22]
in process1 pid=5788 ,nums=[11, 22, 0]
in process1 pid=5788 ,nums=[11, 22, 0, 1]
in process1 pid=5788 ,nums=[11, 22, 0, 1, 2]
in process2 pid=11832 ,nums=[11, 22]
通过队列完成进程间通信
但是进程(Process)之间有时需要通信,操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信。
可以使用 multiprocessing 模块的 Queue 实现多进程之间的数据传递。
Queue 本身是一个消息队列程序,首先用一个小实例来演示一下 Queue 的工作原理:
from multiprocessing import Queue # 初始化一个Queue对象,最多可接收三条put消息 q = Queue(3) q.put("消息1") q.put("消息2") print(q.full()) # False q.put("消息3") print(q.full()) # True # 因为消息队列已满下面的try都会抛出异常 # 第一个try会等待2秒后再抛出异常 try: q.put("消息4", True, 2) except: print("消息队列已满,现有消息数量:%s" % q.qsize()) # 第二个Try会立刻抛出异常 try: q.put_nowait("消息4") except: print("消息列队已满,现有消息数量:%s" % q.qsize()) # 推荐的方式,先判断消息列队是否已满,再写入 if not q.full(): q.put_nowait("消息4") # 读取消息时,先判断消息列队是否为空,再读取 if not q.empty(): for i in range(q.qsize()): print(q.get_nowait())
运行结果:
队列 Queue 的使用说明
初始化 Queue()对象时(例如:q=Queue()),若括号中没有指定最大可接收的消息数量,或数量为负值,那么就代表可接受的消息数量没有上限(直到内存的尽头)。
Queue.qsize():返回当前队列包含的消息数量。
Queue.empty():如果队列为空,返回True,反之False。
Queue.full():如果队列满了,返回True,反之False。
Queue.get([block[, timeout]]):获取队列中的一条消息,然后将其从列队中移除,block 默认值为 True。
- 如果 block 使用默认值,且没有设置 timeout(单位秒),消息队列如果为空,此时程序将被阻塞,停在读取状态,直到从消息队列读到消息为止;如果设置了 timeout,则会等待 timeout 秒,若还没读取到任何消息,则抛出 "Queue.Empty" 异常。
- 如果 block 值为 False,消息列队如果为空,则会立刻抛出 "Queue.Empty" 异常。
Queue.get_nowait():相当 Queue.get(False)。
Queue.put(item,[block[, timeout]]):将 item 消息写入队列,block 默认值为 True。
- 如果 block 使用默认值,且没有设置 timeout(单位秒),消息队列如果已经没有空间可写入,此时程序将被阻塞,停在写入状态,直到从消息队列腾出空间为止;如果设置了timeout,则会等待 timeout 秒,若还没空间,则抛出 "Queue.Full" 异常。
- 如果 block 值为 False,消息队列如果没有空间可写入,则会立刻抛出 "Queue.Full" 异常。
Queue.put_nowait(item):相当Queue.put(item, False)。
Queue实例
我们以 Queue 为例,在父进程中创建两个子进程,一个往 Queue 里写数据,一个从 Queue 里读数据。
from multiprocessing import Process, Queue import os import time import random def write(q): # 写数据进程执行的代码: for value in ['A', 'B', 'C']: print('Put %s to queue...' % value) q.put(value) time.sleep(random.random()) def read(q): # 读数据进程执行的代码: while True: if not q.empty(): value = q.get(True) print('Get %s from queue.' % value) time.sleep(random.random()) else: break if __name__ == '__main__': # 父进程创建Queue,并传给各个子进程: q = Queue() pw = Process(target=write, args=(q,)) pr = Process(target=read, args=(q,)) # 启动子进程pw,写入: pw.start() # 等待pw结束: pw.join() # 启动子进程pr,读取: pr.start() pr.join() print('') print('所有数据都写入并且读完')
运行结果:
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