前言

　　其实multiprocessing模块与threading模块的接口都非常相似，但是有一些地方有一些细微差别。所以本文是基于前面的threading模块的一些知识对multiprocessing模块进行讲解的。

　　他们的主要区别有以下几点

　　1.创建子进程的方式针对不同平台有着差异化

　　2.关于守护线程的设置接口是setDaemon(True)，而关于守护进程的接口是deamon = True

　　3.multiprocessing模块下的获取进程名与设置进程名没有threading模块下的getName()和setName()，而是直接采取属性name进行操作

　　4.多进程中数据共享不能使用普通的queue模块下提供的队列进行数据共享，而应使用multiprocessing中提供的Queue

　　5.multiprocessing模块下中提供的Queue先进先出队列没有task_done()与join()，他们都在JoinableQueue中，并且该模块下没有提供LifoQueue后进先出队列与PriorityQueue优先级队列

　　官方中文文档

　　threading模块基本使用

多进程与多线程工作的区别

多线程工作方式

　　多线程的工作方式实际上在第一篇的时候，我们已经说过了。因为线程必须存在于进程之中，是最小的执行单元，所以你可以将它如此理解：

　　其实就是不断的往进程这个小房间加人，那么它的优点如下：

　　开一条新的线程比开一条新的进程开销要小很多

　　并且对于线程的切换来说代价也要小很多

　　多条线程共有该进程下的所有资源，数据共享比较容易实现

　　而CPython由于GIL锁的设定，所以它的多线程是残缺不全的，因此在很多时候我们依然要用到多进程，虽然这种情况比较少。

多进程工作方式

　　其实就是不断的造出一模一样的小房间，那么它的优点如下：

　　虽然说，新开一条进程比新开一条线程的代价大很多，但是由于CPython中GIL锁的设定想在多线程的情况下实现并行是不可能的，只有多进程才能够实现并行。

　　可以说是唯一优点了，但是我们依然要学习一下multiprocessing模块，它的学习代价并不是很大，所以接下来正式进入multiprocessing模块的学习。

基本使用

针对不同平台的进程启动方式

　　对于进程启动方式来说，其实multiprocessing模块中对于不同平台下有不同的启动方式。如下：

　　spawn：这玩意儿相当于创建了一个新的解释器进程，对比其他两种方法，这种方法速度上比较慢，但是它是Windows平台下默认的启动方式（Unix系统下可用）。并且在windows平台下，我们应该在if __name__ == '__main__'下进行新进程的启动。但是我依然认为不管在哪个平台下不论线程还是进程都应该在if __name__ == '__main__'这条语句下启动。

　　fork：这种启动方式是通过os.fork()来产生一个新的解释器分叉，是Unix系统的默认启动方式。

　　forkserver：这个我也看不太明白，直接把官方文档搬过来。如果有懂的大神可以解释一下。

　　程序启动并选择forkserver 启动方法时，将启动服务器进程。从那时起，每当需要一个新进程时，父进程就会连接到服务器并请求它分叉一个新进程。分叉服务器进程是单线程的，因此使用 os.fork() 是安全的。没有不必要的资源被继承。可在Unix平台上使用，支持通过Unix管道传递文件描述符。

import multiprocessing as mp

def foo(q):
    q.put('hello')

if __name__ == __main__': # <--- 强烈注意！在windows平台下开多进程一定要在该条语句之下，否则会抛出异常！！
    mp.set_start_method(spawn')   选择启动方式
    q = mp.Queue()  实例化出用于进程间数据共享的管道
    p = mp.Process(target=foo,args=(q,))  
    p.start()  启动进程任务，等待cpu调度执行
    print(q.get())   从管道中拿出数据
    p.join()   阻塞至子进程运行完毕

实例化Process类创建子进程

　　其实感觉上面的方法都已经将本章要写的内容举例了一个七七八八，但是我们接着往下看。与threading模块中创建多线程的方式一样，multiprocessing模块创建多进程的方式也有两种，所以我们将之前的示例拿过来直接改一改就好。

 multiprocessing
 time

print("主进程任务开始处理")


 task(th_name):
    子进程任务开始处理,参数:{0}.format(th_name))
    time.sleep(3)  
    子进程任务处理完毕':   <--- Windows平台下必须在该条语句下执行

     ==== 实例化出Process类并添加子进程任务以及参数 ====

    p1 = multiprocessing.Process(target=task,args=(进程[1]",))   <-- 参数必须添加逗号。因为是args所以会打散，如果不加逗号则不能进行打散会抛出异常
    p1.start()   等待cpu调度..请注意这里不是立即执行

    主进程任务处理完毕 ==== 执行结果 ====

"""
主进程任务开始处理
主进程任务处理完毕
主进程任务开始处理
子进程任务开始处理,参数:进程[1]
子进程任务处理完毕
"""

　　这里我们看执行结果，主进程任务开始处理打印了两次，而主进程任务处理完毕打印了一次，这是为什么呢？由于我们是在Windows平台下，所以它默认的进程启动方式为spawn，即创建了一个新的解释器进程并开始执行，所以上面的主进程任务开始处理就打印了两次，一次是主进程，一次是新创建的子进程。而下面由于if __name__ == '__main__':这条语句，子进程并不会执行该语句下面的代码块，所以主进程任务处理完毕就只打印了一次。

自定义类继承Process并覆写run方法

class Processing(multiprocessing.Process):
    自定义类"""

    def __init__(self,th_name):
        self.th_name = th_name
        super(Processing,self).()

     run(self):
        .format(self.th_name))
        time.sleep(3)
        :
    p1 = Processing()
    p1.start()  """

multiprocessing方法大全

　　multiprocessing模块中的方法参考了thrading模块中的方法。但是我们一般用下面两个方法就够了，他们都可以拿到具体的进程对象。

multiprocessing模块方法大全
方法/属性名称	功能描述
multiprocessing.active_children()	查看当前进程存活了的所有子进程对象，以列表形式返回。
multiprocessing.current_process()	获取当前进程对象。

好伙伴os模块
方法/属性名称	功能描述
os.getpid()	返回进程ID。
os.getppid()	返回当前进程的父进程ID。

进程对象方法大全

进程对象方法大全（即Process类的实例对象）
方法/属性名称	功能描述
start()	启动进程，该方法不会立即执行，而是告诉cpu自己准备好了，可以随时调度，而非立即启动。
run()	一般是自定义类继承`Process`类并覆写的方法，即线程的详细任务逻辑。
join(timeout=None)	主进程默认会等待子进程运行结束后再继续执行，`timeout`为等待的秒数，如不设置该参数则一直等待。
name	可以通过 `=` 给该进程设置一个通俗的名字。如直接使用该属性则返回该进程的默认名字。
is_alive()	查看进程是否存活，返回布尔值。
daemon	可以通过 `=` 给该进程设置一个守护进程。如直接使用该属性则是查看进程是否为一个守护进程，返回布尔值。默认为`False`。
pid	返回进程ID。在生成该进程之前，这将是 `None` 。
exitcode	子进程的退出代码。如果进程尚未终止，这将是 `None` 。负值 -N 表示子进程被信号 N 终止。
authkey	进程的身份验证密钥（字节字符串）。
sentinel	系统对象的数字句柄，当进程结束时将变为 "ready" 。
terminate()	终止进程。
kill()	同上
close()	关闭 `Process` 对象，释放与之关联的所有资源。如果底层进程仍在运行，则会引发 `ValueError` 。一旦 `close()` 成功返回， `Process` 对象的大多数其他方法和属性将引发 `ValueError` 。
注意 `start()` 、 `join()` 、 `is_alive()` 、 `terminate()` 和 `exitcode` 方法只能由创建进程对象的进程调用。

与threading模块的接口异同

守护进程daemon

)
    :
    p1 = multiprocessing.Process(target=task,1)">,))

    p1.daemon = True   <-- 设置进程对象p1为守护进程，注意这一步一定要放在start之前。
    p1.start()   等待cpu调度..请注意这里不是立即执行
    
    time.sleep(2)
    
     ==== 执行结果 ====  #  print("子进程任务处理完毕") 可以看到该句没有执行
 

主进程任务开始处理
主进程任务开始处理
子进程任务开始处理,参数:进程[1]
主进程任务处理完毕
"""

设置与获取进程名

.format(th_name))
    obj  =  multiprocessing.current_process()   获取当前进程对象
    获取当前的进程名：{0}.format(obj.name))
    开始设置进程名)
    obj.name = yyy"
    获取修改后的进程名：{0}.format(obj.name))
    time.sleep(3:
     ==== 第一步：实例化出Process类并添加子进程任务以及参数 ====

    t1 = multiprocessing.Process(target=task,),name=xxx)
    t1.start()  主进程名: 直接使用属性 name
    
主进程任务开始处理
主进程名: MainProcess
主进程任务处理完毕
主进程任务开始处理
子进程任务开始处理,参数:进程[1]
获取当前的进程名：xxx
开始设置进程名
获取修改后的进程名：yyy
子进程任务处理完毕
"""

锁相关演示

　　锁的使用和threading模块中锁的使用相同，所以我们举例一个Lock锁即可。

 multiprocessing

lock = multiprocessing.Lock()   实例化同步锁对象  # 注意！！！ 在Windows平台下，我们应该将锁的实例化放在上面，这样子进程才能拿到锁对象。否则就会抛出异常！！！或者也可以将锁对象传入当做形参进行传入，二者选其一

num = 0

 add():
    lock.acquire()   上锁
    global num
    for i in range(10000000):   一千万次
        num += 1
    lock.release()   解锁


 sub():
    lock.acquire()   一千万次
        num -= 1:


    t1 = multiprocessing.Process(target=add,)
    t2 = multiprocessing.Process(target=sub,)
    t1.start()
    t2.start()
    t1.join()
    t2.join()

    最终结果: ==== 执行结果 ==== 三次采集


最终结果: 0
最终结果: 0
最终结果: 0
"""

from multiprocessing  Process,Lock

 f(l,i):
    l.acquire()
    try:
        hello worldfinally:
        l.release()

:
    lock = Lock()  将锁实例化后传入
for num in range(10):
        Process(target=f,args=(lock,num)).start()

将锁当做参数传入

三种进程数据共享的方式

multiprocessing.Queue

　　这里一定要使用multiprocessing中的Queue，如果你想用队列中的task_done()与join()方法，你应该导入JoinableQueue这个队列。

multiprocessing.Queue方法大全
方法名称	功能描述
Queue.qsize()	返回当前队列的大小
Queue.empty()	判断当前队列是否为空
Queue.full()	判断当前队列是否已满
Queue.put(item,block=True,timeout=None)	将`item`放入队列中，`block`参数为如果要操作的队列目前已满是否阻塞，`timeout`为超时时间。
Queue.put_nowait(item)	相当于 `put(item,False)`，如果操作的队列已满则不进行阻塞，而是抛出`Full`异常。
Queue.get(block=True,timeout=None)	将项目从队列中取出，`block`参数为如果要操作的队列目前为空是否阻塞，`timeout`为超时时间。
Queue.get_nowait()	相当于 `get(False)`，如果要操作的队列为空则不进行阻塞，而是抛出`Empty`异常。
Queue.close()	指示当前进程将不会再往队列中放入对象。一旦所有缓冲区中的数据被写入管道之后，后台的线程会退出。这个方法在队列被`gc`回收时会自动调用。
Queue.join_thread()	等待后台线程。这个方法仅在调用了 `close()` 方法之后可用。这会阻塞当前进程，直到后台线程退出，确保所有缓冲区中的数据都被写入管道中。
Queue.cancel_join_thread()	防止 `join_thread()` 方法阻塞当前进程。具体而言，这防止进程退出时自动等待后台线程退出。详见 `join_thread()`。

　　进程队列multiprocessing.Queue不同于线程队列queue.Queue，进程队列的消耗和底层实现比线程队列的要复杂许多。还是因为各进程之间不能共享任何数据，所以只能通过映射的方式来传递数据。进程队列multiprocessing.Queue作为数据安全类型的数据结构，放在多进程中做通信使用是非常合适的，但是同时它的消耗也是非常大的，能不使用则尽量不要使用。

 time
 Queue,JoinableQueue


 task_1(q):
    正在装东西..)
    time.sleep(3)
    q.put(玫瑰花")   正在装东西
    q.task_done()   通知对方可以取了


 task_2(q):
    q.join()  阻塞等待通知,接到通知说明队列里里有东西了。
    取到了 取东西


:

    q = JoinableQueue(maxsize=5)   实例化队列

    t1 = multiprocessing.Process(target=task_1,args=(q,1)">小明 将队列传进子进程任务中
    t2 = multiprocessing.Process(target=task_2,1)">小花)

    t1.start()
    t2.start()


正在装东西..
取到了 玫瑰花
"""

进程队列Queue实现进程间的数据共享

　　为什么线程队列queue.Queue不能做到进程间数据共享呢，这是因为进程队列multiprocessing.Queue会采取一种映射的方式来同步数据，所以说进程队列的资源消耗比线程队列要庞大很多。线程中所有信息共享，所以线程队列根本不需要映射关系。进程队列只是告诉你可以这样使用它达到进程间的数据共享，但是并不推荐你滥用它。

multiprocessing.Pipe

　　除开使用进程队列来实现进程间的通信，multiprocessing还提供了Pipe管道来进行通信。他的资源消耗较少并且使用便捷，但是唯一的缺点便是只支持点对点。

　　Pipe有点类似socket通信。但是比socket通信更加简单，它不需要去做字符串处理字节，先来看一个实例：

 Pipe

 task_1(conn1):
    conn1.send(hello，我是task1print(conn1.recv())

 task_2(conn2):
    (conn2.recv())
    conn2.send(我收到了，我是task2:
    conn1,conn2 = Pipe()   创建两个电话
    p1 = multiprocessing.Process(target=task_1,args=(conn1,1)"> 一人一部电话
    p2 = multiprocessing.Process(target=task_2,1)">(conn2,))

    p1.start()
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()


hello，我是task1
我收到了，我是task2
"""

Pipe实现进程间的数据共享

multiprocessing.Manager

　　除了进程队列multiprocessing.Queue，管道Pipe，multiprocessing还提供了Manager作为共享变量来提供使用，但是这种方式是不应该被直接使用的因为它本身相较于进程队列Queue是数据不安全的。当多个进程同时修改一个共享变量势必导致结果出现问题，所以要想使用共享变量还得使用multiprocessin提供的进程锁才行。

　　Manager类是数据不安全的；

　　Mangaer类支持的类型非常多，如：value,Array,List,Dict,Queue(进程池通信专用),Lock等。

　　Mangaer实现了上下文管理器，可使用with语句创建多个对象。具体使用方法我们来看一下：

 Manager

 task_1(dic):
    dic[task_1"] = 大帅哥"

 task_2(dic):
    dic[task_2大美女print(dic.get())

:
    with Manager() as m:  ！！！！！ 注意 !!!!!!! 如果对 Manager（）中的数据类型进行频繁的操作，而进程又特别多的时候，请使用 Rlock 锁进行处理，这有可能引发线程不安全！！！
        dic = m.dict()   实例化出了一个字典，除此之外还有很多其他的数据类型

        p1 = multiprocessing.Process(target=task_1,args=(dic,1)"> 将字典传进来
        p2 = multiprocessing.Process(target=task_2,1)">(dic,))

        p1.start()   启动一定要放在with之后
        p2.start()

        p1.join()
        p2.join()


大帅哥
"""

Manager实现进程间的数据共享

 task_1(dic):
    in range(1000):
        dic[count"] += 1

 task_2(dic):
    "] -= 1

 ！！！！！ 注意 !!!!!!! 如果对 Manager（）中的数据类型进行频繁的操作，而进程又特别多的时候，请使用 Rlock 锁进行处理，这有可能引发线程不安全！！！
        dic = m.dict({":0})   传字典
        p2 = multiprocessing.Process(target=task_2,))
        p1.start()
        p2.start()

        p1.join()
        p2.join()
        (dic)


{'count': -23}
"""

进程安全问题

 Manager
 RLock

 task_1(dic,lock):
    with lock:
        ):
            dic[ task_2(dic,1)">:

    lock = RLock()  实例化锁

    with Manager() as m:  传字典，传锁
        p2 = multiprocessing.Process(target=task_2,1)">
{'count': 0}
"""

实用Rlock锁解决进程安全问题

multiprocessing多进程模块

前言