python queue， pipe， manage

线程中的Queue

import time
import threading
import queue
import random

def putMessage():
    for i in "Hello World!!!":
        q.put(i)
        time.sleep(random.random())
        # print("size:%s"%q.qsize())            # 查看队列长度
        #
        # print("full:%s"%q.full())             # 查看队列是否为满的状态
        #
        # print("empty:%s"%q.empty())　　　　　　　　# 查看队列是否为空的状态


def getMessage():
    while True:
        if not q.empty():
            print(q.get())
        else:
            time.sleep(random.random())


if __name__ == "__main__":
    q = queue.Queue()

    t1 = threading.Thread(target=putMessage)
    t1.setDaemon(True)
    t1.start()

    t2 = threading.Thread(target=getMessage)
    t2.setDaemon(True)
    t2.start()

    time.sleep(10)

进程中的Queue

from multiprocessing import Queue

q = Queue(3)    # 初始化一个Queue对象，最多可以put三条信息，如果不写3，那么久无限制

q.put("Message01")         # 添加信息的方法
q.put("Message02")
print(q.full())          # 查看 队列 是否满了的方法

q.put("Message03")
print(q.full())

# 因为队列已经满了，所以下面的消息会出现异常，第一个 try 会等待2秒后再抛出异常，
# 第二个 try 会立刻抛出异常
try:
    q.put("Message04", True, 2)
except:
    print("消息队列已满，现有消息数量：%s"%q.qsize())

try:
    q.put_nowait("Message04")
except:
    print("消息队列已满，现有消息数量：%s"%q.qsize())

# 推荐使用的方式，先判断队列是否已满，再写入
if not q.full():
    q.put_nowait("Message04")

# 读取消息的时候，先判断消息队列是否为空，再读取
if not q.empty():
    for i in range(q.qsize()):
        print(q.get_nowait())

队列：
　　为什么要用队列？列表也很好用啊。：数据安全
　　创建方法：
　　　　模式1：FIFO -- queue.Queue()
　　　　模式2：FILO -- queue.LifoQueue()
　　　　模式3：priorty -- queue.PriorityQueue()
　　　　　　q.put([1, 'hello'])
　　　　　　q.put([2, 'world'])
　　　　　　级别 1 比 2 低， 1 先出来

　　方法的参数：
　　　　put()
　　　　　　调用队列对象的put()方法在队尾插入一个项目。put()有两个参数，第一个item为必需的，为插入项目的值；第二个block为可选参数，默认为1。如果队列当前为空且block为1，put()方法就使调用线程暂停,直到空出一个数据单元。如果block为0，put方法将引发Full异常
　　　　get()
　　　　　　调用队列对象的get()方法从队头删除并返回一个项目。可选参数为block，默认为True。如果队列为空且block为True，get()就使调用线程暂停，直至有项目可用。如果队列为空且block为False，队列将引发Empty异常。

　　其它方法：
　　　　q.empty() 如果队列为空，返回True,反之False
　　　　q.full() 如果队列满了，返回True,反之False
　　　　q.full 与 maxsize 大小对应
　　　　q.get([block[, timeout]]) 获取队列，timeout等待时间
　　　　q.get_nowait() 相当q.get(False)
　　　　非阻塞 q.put(item) 写入队列，timeout等待时间
　　　　q.put_nowait(item) 相当q.put(item, False)
　　　　q.task_done() 在完成一项工作之后，q.task_done() 函数向任务已经完成的队列发送一个信号

　　　　q.join() 实际上意味着等到队列为空，再执行别的操作
　　　　# join多少次，就需要用几次 task_done

多进程优点：

　　1. 可以利用多核实现并行运算

缺点：

　　1. 开销大
　　2. 通信困难

管道Pipe

multiprocessing.Pipe([duplex])
返回2个连接对象(conn1, conn2),代表管道的两端,
默认是双向通信.如果duplex=False,conn1只能用来接收消息,conn2只能用来发送消息.

主要用到的方法：
    send()   发送数据
    recv()   接收数据

import multiprocessing


from multiprocessing import Process, Pipe

def send(pipe):
    pipe.send(['spam'] + [42, 'egg'])
    pipe.close()

def talk(pipe):
    pipe.send(dict(name = 'Bob', spam = 42))
    reply = pipe.recv()
    print('talker got:', reply)

if __name__ == '__main__':
    (con1, con2) = Pipe()
    sender = Process(target = send, name = 'send', args = (con1, ))
    sender.start()
    print("con2 got: %s" % con2.recv())#从send收到消息
    con2.close()

    (parentEnd, childEnd) = Pipe()
    child = Process(target = talk, name = 'talk', args = (childEnd,))
    child.start()
    print('parent got:', parentEnd.recv())
    parentEnd.send({x * 2 for x in 'spam'})
    child.join()
    print('parent exit')

进程间的信息共享Manage

Python中进程间共享数据，处理基本的queue，pipe外，还提供了更高层次的封装。使用multiprocessing.Manager可以简单地使用这些高级接口。

Manager支持的类型有list,dict,Namespace,  Lock,RLock,Semaphore,BoundedSemaphore,Condition,Event,Queue,Value和Array。

import multiprocessing
import time


def worker(d, key, value):
    d[key] = value

if __name__ == '__main__':
    mgr = multiprocessing.Manager()

    d = mgr.dict()
    jobs = [multiprocessing.Process(target=worker, args=(d, i, i*2))
             for i in range(10)
             ]
    for j in jobs:
        j.start()
    for j in jobs:
        j.join()
    print('Results:' )
    for key, value in enumerate(dict(d)):
        print("%s=%s:%s" % (key, value, d[value]))


    print("================================================================")

    manager = multiprocessing.Manager()
    Global = manager.Namespace()
    Global.x = 10
    Global.y = 'hello'
    print(Global)

    print("==================================================================")

问题：

列表不可变
在学习python多进程管理manager时候，当不使用join对当前进程（主进程）进行阻塞时会报错：

这样进行一下总结：在使用manager管理/进行多进程及其数据交互时候，必须对每一个manager内的进程进行join-------待所有子进程完成后再回到主进程。

多进程之进程池

import time
from multiprocessing import Pool

def worker():
    for i in range(10):
        print("From worker %s"%i)
        time.sleep(0.5)

def foo():
    for i in range(10):
        print("From foo %s"%i)
        time.sleep(0.5)

def bar():
    for i in range(10):
        print("From bar %s"%i)
        time.sleep(0.5)

if __name__ == "__main__":
    pool = Pool(4)            # 创建Pool对象， 3 表示同时最多可以增加 3 条进程
    pool.apply_async(worker)
    pool.apply_async(worker)
    pool.apply_async(worker)
    pool.apply_async(foo)
    pool.apply_async(foo)
    pool.apply_async(foo)
    pool.apply_async(bar)
    pool.apply_async(bar)
    pool.apply_async(bar)

    pool.close()                  # 关闭进程池，禁止添加任务
    pool.join()          # 等待子进程结束后，主进程才往下走
    print("Is done...")

并发之协程

import time

def consumer():
    r = ''
    while True:
        # 3、consumer通过yield拿到消息，处理，又通过yield把结果传回；
        #    yield指令具有return关键字的作用。然后函数的堆栈会自动冻结(freeze)在这一行。
        #    当函数调用者的下一次利用next()或generator.send()或for-in来再次调用该函数时，
        #    就会从yield代码的下一行开始，继续执行，再返回下一次迭代结果。通过这种方式，迭代器可以实现无限序列和惰性求值。
        n = yield r
        if not n:
            return
        print('[CONSUMER] ←← Consuming %s...' % n)
        time.sleep(1)
        r = '200 OK'
def produce(c):
    # 1、首先调用c.next()启动生成器
    next(c)
    n = 0
    while n < 5:
        n = n + 1
        print('[PRODUCER] →→ Producing %s...' % n)
        # 2、然后，一旦生产了东西，通过c.send(n)切换到consumer执行；
        cr = c.send(n)
        # 4、produce拿到consumer处理的结果，继续生产下一条消息；
        print('[PRODUCER] Consumer return: %s' % cr)
    # 5、produce决定不生产了，通过c.close()关闭consumer，整个过程结束。
    c.close()
if __name__=='__main__':
    # 6、整个流程无锁，由一个线程执行，produce和consumer协作完成任务，所以称为“协程”，而非线程的抢占式多任务。
    c = consumer()
    produce(c)

协程封装之greenlet

import greenlet
import time
import random

"""
创建方法：greenlet.greenlet(self, run=None, parent=None)
主要方法：
        a.switch()    切换到 a 里面执行
"""
def foo():
    for i in range(10):
        print("foo:",i)
        time.sleep(random.random())
        gb.switch()


def bar():
    for i in range(10):
        print("bar:", i)
        time.sleep(random.random())
        gf.switch()

if __name__ == "__main__":
    gf = greenlet.greenlet(foo)
    gb = greenlet.greenlet(bar)

    gf.switch()

 

协程封装之 gevent

import gevent
from gevent import monkey
import time
import random

monkey.patch_all()      #  如果遇到 IO 阻塞，那么就切换到下一个 协程的程序

def foo():
    for i in range(10):
        print("foo:",i)
        time.sleep(random.random())


def bar():
    for i in range(10):
        print("bar:", i)
        time.sleep(random.random())


if __name__ == "__main__":
    gevent.joinall([gevent.spawn(foo),
                    gevent.spawn(bar)])


    # 固定用法，将里面的函数放入到 协程的执行序列中