• day35 守护进程、互斥锁、IPC


    day35 守护进程、互斥锁、IPC

    1、守护进程

    # 守护进程:当父进程执行完毕后,设置的守护进程也会跟着结束
    # 当一个进程被设置为守护进程后,其不能再产生子进程

    from multiprocessing import Process
    import time
    ​
    def test():
        print("妃子入宫了")
        time.sleep(5)
        print("子进程挂了")
    ​
    if __name__ == '__main__':
        p = Process(target=test)
        p.daemon = True
        p.start()
        time.sleep(3)
        print("父进程挂了")
        
    # 妃子入宫了
    # 父进程挂了
     

    2、互斥锁

    # 在进行打印操作时,如果三个全部进行打印操作就会互相影响打印结果
    # 所以此时需要将打印操作设置为串行
    #使用join方法可以将优先级进行提升,但是这样执行顺序就固定了,就不能使每个子进程公平竞争CPU
    # 如果按照下方的程序进行处理,那么这样就没有开启子进程的意义了
    def test():
        print("i am li")
        time.sleep(random.random())
        print("my age is 15")
        time.sleep(random.random())
        print("i am a boy")
    ​
    def test2():
        print("i am lee")
        time.sleep(random.random())
        print("my age is 20")
        time.sleep(random.random())
        print("i am a girl")
    ​
    def test3():
        print("i am wu")
        time.sleep(random.random())
        print("my age is 25")
        time.sleep(random.random())
        print("i am a man")
    ​
    ​
    if __name__ == '__main__':
        p = multiprocessing.Process(target=test)
        p1 = multiprocessing.Process(target=test3)
        p2 = multiprocessing.Process(target=test2)
        p.start()
        p.join()
        p1.start()
        p1.join()
        p2.start()
        p2.join()
        
    # i am li
    # my age is 15
    # i am a boy
    # i am lee
    # my age is 20
    # i am a girl
    # i am wu
    # my age is 25
    # i am a man
    # 使用互斥锁
    # lock = Lock()
    # 注意:互斥锁不能在全部变量中进行设置,这是因为子进程在进行设置时,会导入父进程的代码,
    # 只有放在if __name__ == "__main__"中确保使用的是同一把锁

    # 使用join与互斥锁的区别:
    # 1、join会人为的打乱子进程的优先级,从而使某个子进程首先执行完,打乱了公平竞争
    # 2、join只能将整个函数的优先级进行提高,不能对其中的某一行进行操作
    #   互斥锁可以直接对函数中的某一行代码进行操作,这样在进行程序的执行时,可以提高程序的执行效率
    #   这种又称之为粒度,粒度越小,执行效率越高,粒度越大执行效率越低


    # 实际上,互斥锁不是锁住的文件或者共享资源,
    # 而是在共享内存中增加一个标志,当碰到Lock对象时就会去全局变量中访问这个标志,如果这个标志为True就会执行acquire方法,将共享空间中的标志改为False
    # 如果标志为False就不能执行这段代码,直到等到更改这个变量的对象再次访问全局变量,并使用release方法将这个标志重新改为True,其余进程才能访问并更改这个标志
    def test(lock):
        lock.acquire()
        print("i am li")
        time.sleep(random.random())
        print("my age is 15")
        time.sleep(random.random())
        print("i am a boy")
        lock.release()
    ​
    def test2(lock):
        lock.acquire()
        print("i am lee")
        time.sleep(random.random())
        print("my age is 20")
        time.sleep(random.random())
        print("i am a girl")
        lock.release()
    ​
    def test3(lock):
        lock.acquire()
        print("i am wu")
        time.sleep(random.random())
        print("my age is 25")
        time.sleep(random.random())
        print("i am a man")
        lock.release()
    ​
    ​
    if __name__ == '__main__':
        lock = Lock()
        p = multiprocessing.Process(target=test,args=(lock,))
        p1 = multiprocessing.Process(target=test3,args=(lock,))
        p2 = multiprocessing.Process(target=test2,args=(lock,))
    ​
        p.start()
        p1.start()
        p2.start()
        
    # i am li
    # my age is 15
    # i am a boy
    # i am wu
    # my age is 25
    # i am a man
    # i am lee
    # my age is 20
    # i am a girl

    3、互斥锁的应用

    import multiprocessing
    from multiprocessing import Lock
    import time
    import json
    import random
    ​
    def show_ticket(i):
        time.sleep(random.random())
        with open("aa.json","rt",encoding="utf-8") as f:
            num_dic = json.load(f)
        time.sleep(random.random())
        print("%s正在查看余票,余票数量为%s"%(i,num_dic["num"]))
        return num_dic["num"]
    ​
    def buy_ticket(i):
        time.sleep(random.random())
        with open("aa.json","rt",encoding="utf-8") as f:
            num_dic = json.load(f)
        ticket_num = num_dic["num"]
        if ticket_num > 0:
            time.sleep(random.random())
            ticket_num -= 1
            num_dic["num"] = ticket_num
            print("%s抢票成功"%i)
            with open("aa.json","wt",encoding="utf-8") as f:
                print(num_dic)
                json.dump(num_dic,f)
        else:
            print("%s余票数量为%s,抢票失败"%(i,ticket_num))
    ​
    ​
    def run(i,lock):
        show_ticket(i)
        lock.acquire()
        buy_ticket(i)
        lock.release()
    ​
    if __name__ == '__main__':
        lock = Lock()
        for i in range(10):
            p = multiprocessing.Process(target=run,args=[i,lock])
            p.start()
    # 执行结果为:
    
    # 1正在查看余票,余票数量为1
    # 0正在查看余票,余票数量为1
    # 4正在查看余票,余票数量为1
    # 3正在查看余票,余票数量为1
    # 6正在查看余票,余票数量为1
    # 5正在查看余票,余票数量为1
    # 8正在查看余票,余票数量为1
    # 2正在查看余票,余票数量为1
    # 7正在查看余票,余票数量为1
    # 1抢票成功
    # {'num': 0}
    # 0余票数量为0,抢票失败
    # 9正在查看余票,余票数量为1
    # 4余票数量为0,抢票失败
    # 3余票数量为0,抢票失败
    # 6余票数量为0,抢票失败
    # 5余票数量为0,抢票失败
    # 8余票数量为0,抢票失败
    # 2余票数量为0,抢票失败
    # 7余票数量为0,抢票失败
    # 9余票数量为0,抢票失败

    4、IPC

    # IPC (inter-process communication):进程间通信
    # 在内存中,进程间的内存是相互独立的,如果想要使用其他进程中的数据此时需要进程间的通信
    # 实现进程间通信的方式:
    # 1、使用共享文件
    # 2、使用共享内存
    # 3、使用管道
    # 4、使用队列

    # 使用共享文件进行进程间通信:由于文件存在于硬盘中,使用该方法进行通信效率较低,较耗时
    # 使用subprocess管道进行进程间通信:管道只能进行单向的进程通信
    # 使用共享内存进行进程间通信

    # 使用共享内存的方法进行进程间通信,由于进程访问的是同一个数据,所以需要加互斥锁,如果不加将会影响数据的安全性
    # 在父进程中设置共享内存的内容,如果父进程在子进程还执行时结束,那么就会报错,此时必须设置join方法使父进程在子进程结束后再结束
    # 由于使用互斥锁存在死锁的问题,所有尽量少使用这种方式实现进程间通信
    from multiprocessing import Manager,Lock
    import multiprocessing
    import time
    import random
    ​
    ​
    def fn(dic,lock):
        time.sleep(random.random())
        # lock.acquire()
        a = dic["a"]
        a = a-1
        time.sleep(random.random())
        dic["a"] = a
        # lock.release()
        print(dic["a"])
    ​
    if __name__ == '__main__':
        dic = {"a":10}
        lock = Lock()
        manage = Manager()
        data = manage.dict({"a":10})
        for i in range(10):
            p = multiprocessing.Process(target=fn,args=[data,lock])
            p.start()
    ​
        time.sleep(8)
        print(data["a"])
    # 使用队列(Queue)实现进程间通信
    # 在multiprocessing 中封装了Queue类来通过队列实现进程间的通讯
    from multiprocessing import Queue
    ​
    ​
    q = Queue(4)
    q.put(1)
    q.put(2)
    q.put(3)
    q.put(4)
    q.put(5) # 当在队列创建时设置了队列的最大值,那么当队列中存在的值超过队列的最大值时就会处于阻塞状态,直到队列中的值被取出后剩下的数量少于设置的最大值
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())  # 当管道中的数据被取出后,进程就会处于阻塞态,等待着队列中添加数据


    # q.get及q.put中的其它参数
    # 1、block(阻塞):默认为True,如果设置为False,那么在超出队列最大值,或者队列中的值被取完后还在取值时报错
    # 2、timeout : 只有在block 设置为True时才有效,当设置该值后,在进入阻塞态一段时间后才会报错

    5、生产者消费者模型

    # 生产者消费者模型
    import time
    from multiprocessing import Queue,Process
    import random
    def maker(q):
        for i in range(10):
            time.sleep(random.random())
            print("第%s份食物做好啦..."%i)
            q.put(i)
    ​
    ​
    def eater(q):
        for t in range(10):
            i = q.get()
            time.sleep(random.random())
            print("                 第%s份食物吃完啦..."%i)
    ​
    # 在不使用多进程之前,相当于只有一份餐具,我们只能创建一份吃一份食物
    # for i in range(10):
    #     maker(i)
    #     eater(i)
    ​
    ​
    # 在多进程中,创建食物与吃食物可以一起进行,相当于有好多餐具
    if __name__ == '__main__':
        q = Queue()
        mp = Process(target=maker,args=[q,])
        ep = Process(target=eater,args=[q,])
        mp.start()
        ep.start()
     

     

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