【Python從入門到精通】（二十五）Python多程式的使用

碼農飛哥發表於2021-09-12
Python

您好，我是碼農飛哥，感謝您閱讀本文，歡迎一鍵三連哦。
本篇重點介紹Python多程式的使用，讀者朋友們可以將多程式和多執行緒兩者做一個對比學習。
乾貨滿滿，建議收藏，需要用到時常看看。 小夥伴們如有問題及需要，歡迎踴躍留言哦~ ~ ~。

前言

前面我們介紹了多執行緒的使用，這篇文章將來學習多程式的使用。

程式的建立

Python的multiprocessing模組提供了Process類，該類可用來在各平臺下建立新程式。其建構函式是：

__init__(self, group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={})

其中，各個引數的含義如下：

  1. group: 該引數未實現，不需要傳參
  2. target:為新建程式指定執行任務，也就是指定一個函式
  3. args:以元組的方式，為target指定的方法傳遞引數，如果傳入的是元組中有多個引數的話則傳入方式是（arg1,arg2,....argn,）
  4. kwargs:以字典的方法，為target指定的方法傳遞引數。
  5. name: 為新建程式設定名稱

一些常用方法介紹

  1. start() 方法用於啟動程式
  2. run() 方法用於執行所要執行的任務
  3. is_alive() 方法用於判斷當前程式是否還活著
  4. getPid() 方法用於獲取程式的ID號。

1.直接建立Process類的例項物件，由此就可以建立一個新的程式；

這個就類似於直接建立例項化執行緒Thread類

from multiprocessing import Process
import os
# 定義要呼叫的方法
def async_fun(name, add):
    for arc in add:
        print(name + str(os.getpid()) + " " + arc)

if __name__ == '__main__':
    my_tuple = ("碼農飛哥", "今天是宅家的一天", "30歲了還沒物件焦慮呀")

    # 建立程式
    process = Process(target=async_fun, args=("子程式", my_tuple))
    # 啟動子程式
    process.start()
    # 啟動主程式
    async_fun("主程式", my_tuple)

執行結果是：

主程式11610 碼農飛哥
主程式11610 今天是宅家的一天
主程式11610 30歲了還沒物件焦慮呀
子程式11612 碼農飛哥
子程式11612 今天是宅家的一天
子程式11612 30歲了還沒物件焦慮呀

這裡需要注意的一點是，必須要將程式碼放在if __name__ == '__main__': 程式碼塊中。通過os.getpid()方法來獲取程式號。

2.通過繼承Process類的子類，建立例項物件，也可以建立新的程式。

第二種方式就是通過繼承Process類的子類，建立例項物件，也可以建立新的程式，不過這種方式需要重寫父類的run()方法。這種方法就類似於直接繼承Thread類建立執行緒。

import multiprocessing
import os


# 定義要呼叫的方法
def async_fun(name, add):
    for arc in add:
        print(name + str(os.getpid()) + " " + arc)


class MyProcess(multiprocessing.Process):
    def __init__(self, name, add):
        multiprocessing.Process.__init__(self)
        self.add = add
        self.name = name
        # 重寫run()方法

    def run(self):
        async_fun(self.name, self.add)


if __name__ == '__main__':
    my_tuple = ("碼農飛哥", "今天是宅家的一天", "宅家也不能虛度")
    myprocess = MyProcess("子程式", my_tuple)
    myprocess.start()
    # 主程式
    async_fun("主程式", my_tuple)

執行結果同上。
這裡還是推薦使用第一種方法建立程式，因為這種方式建立程式比較簡潔

程式池的使用

由於建立程式對系統的開銷比較大。所以，所以在實際開發中一般都會使用程式池來建立程式。程式池的使用與執行緒池的使用也是有神似的地方。同樣的在multiprocessing模組中提供了Pool函式來建立程式池。

import os
from multiprocessing import Pool
import time


# 定義要呼叫的方法
def async_fun(add):
    time.sleep(1)
    print("程式號：" + str(os.getpid()) + " " + add)


if __name__ == '__main__':
    add = "碼農飛哥,今天是宅家的一天,30歲了還沒物件焦慮呀"
    # 建立包含4個程式的程式池
    pool = Pool(processes=4)
    # 提交action
    pool.apply_async(func=async_fun, args=(add,))
    pool.apply_async(func=async_fun, args=("加油加油",))
    pool.close()
    pool.join()

執行結果是：

程式號：11658 碼農飛哥,今天是宅家的一天,30歲了還沒物件焦慮呀
程式號：11659 加油加油

同樣的程式池也可以通過with語句來建立

from multiprocessing import Pool
import os
import time


def async_add(max):
    time.sleep(1)
    print("程式號：" + str(os.getpid()) + "最大值是" + str(max))


if __name__ == '__main__':
    with Pool(processes=4) as pool:
        # 使用執行緒池執行max計算
        results = pool.map(async_add, (20, 30, 40, 50))

執行結果是：

程式號：11726最大值是20
程式號：11725最大值是30
程式號：11727最大值是40
程式號：11728最大值是50

多程式和多執行緒的優缺點對比

多程式的優點就是穩定性好，一個子程式崩潰了，不會影響主程式以及其餘子程式，各個子程式各用一套獨立的記憶體空間。多執行緒的優點就是效率高，適用於批處理等功能。
多程式的缺點就是建立程式的代價非常大，因為作業系統要給每個程式分配固定的資源，並且作業系統對程式的總數會有一定的限制，若程式過多，作業系統排程都會存在問題，會造成假死狀況。

總結

本文詳細介紹了Python多程式的使用。

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我是碼農飛哥，再次感謝您讀完本文。
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