深入解析Python中的多进程

目录

• 前言
• 1.创建进程
• 2.多进程中的Queue
• 3.多进程与多线程的性能比较
• 4.进程池pool
• 5.共享内存
• 6.进程锁lock

前言

现在我们的计算机都是多个核的，通俗来说就是多个处理或者计算单元。为了加快运算和处理速度，我们可以将不同的任务交给多个核心进行同时处理，从而提高了运算速度和效率，多个核心同时运作就是多个进程同时进行，这就是多进程。

1.创建进程

创建进程和创建线程的方法基本一致，请看下面代码：

# coding:utf-8
# 导入多进程的包，并重命名为mp
import multiprocessing as mp
# 主要工作
def p1():
    print("zxy")
if __name__ == "__main__":
    # 创建新进程
    new_process = mp.Process(target=p1, name="p1")
    # 启动这个进程
    new_process.start()
    # 阻塞该进程
    new_process.join()

控制台效果图：

2.多进程中的Queue

为什么要在多进程中使用queue呢？
因为多进程和多线程一样，在工作函数中，无法通过return返回进程函数中的结果，所以使用queue进行存储结果，要用的时候再进行取出。

# coding:utf-8
import time
import multiprocessing as mp
"""
    使用多进程时，运行程序所用的时间
"""
def job1(q):
    res = 0
    for i in range(100):
        res += i + i**5 +i**8
        time.sleep(0.1)
    # 将结果放入队列中
    q.put(res)
def job2(q):
    res = 0
    for i in range(100):
        res += i + i**5 +i**8
        time.sleep(0.1)
    q.put(res)
if __name__ == "__main__":
    start_time = time.time()
    # 创建队列
    q = mp.Queue()
    # 创建进程1
    process1 = mp.Process(target=job1, args=(q,))
    # 创建进程2
    process2 = mp.Process(target=job2, args=(q,))
    process1.start()
    process2.start()
    # 通过队列获取值
    res1 = q.get()
    res2 = q.get()
    print("res1为%d,res2为%d" % (res1, res2))
    end_time = time.time()
    print("整个过程所用时间为%s" %(end_time-start_time))

效果图：

3.多进程与多线程的性能比较

接下来使用多进程、多线程、以及什么都不用的普通方法进行处理，看看他们三种方法的效率如何？

# coding:utf-8
import multiprocessing as mp
import time
import threading as th
"""
    多进程、多线程、普通方法的性能比较
"""
# 多进程工作
def mp_job(res):
    for i in range(10000000):
        res += i**5 + i**6
    print(res)
# 多线程工作
def mt_job(res):
    for i in range(10000000):
        res += i**5 + i**6
    print(res)
# 普通方法工作
def normal_job(res):
    for i in range(10000000):
        res += i ** 5 + i ** 6
    print(res)
if __name__ == "__main__":
    mp_sum = 0
    mp_start = time.time()
    process1 =mp.Process(target=mp_job, args=(mp_sum, ))
    process2 = mp.Process(target=mp_job, args=(mp_sum,))
    process1.start()
    process2.start()
    process1.join()
    process2.join()
    mp_end = time.time()
    print("多进程使用时间为", (mp_end-mp_start))
    mt_start = time.time()
    mt_sum = 0
    thread1 = th.Thread(target=mt_job, args=(mt_sum, ))
    thread2 = th.Thread(target=mt_job, args=(mt_sum, ))
    thread1.start()
    thread2.start()
    thread1.join()
    thread2.join()
    mt_end = time.time()
    print("多线程使用的时间是", (mt_end-mt_start))
    normal_start = time.time()
    normal_sum = 0
    # 进行两次
    normal_job(normal_sum)
    normal_job(normal_sum)
    normal_end = time.time()
    print("普通方法使用的时间是", (normal_end-normal_start))

效果图：

实验结果表明：多进程的效率确实高！！！

4.进程池pool

进程池是干什么用的呢？
进程池就是python的多进程提供的一个池子，将所有的进程都放在这个池子里面，让计算机自己去使用进程池中的资源，从而多进程处理一些程序，进而提高工作效率。

(1)默认使用进程池中全部进程时

# coding:utf-8
import time
import multiprocessing as mp
"""
    进程池pool的使用
"""
def job(num):
    time.sleep(1)
    return num * num
if __name__ == "__main__":
    start_time = time.time()
    # 括号里面不加参数时，默认使用进程池中所有进程
    pool = mp.Pool()
    res = pool.map(job, range(10))
    print(res)
    end_time = time.time()
    print("运行时间为", (end_time-start_time))

效果图：

（2）指定进程池中进程数时

# coding:utf-8
import time
import multiprocessing as mp
"""
    进程池pool的使用
"""
def job(num):
    time.sleep(1)
    return num * num
if __name__ == "__main__":
    start_time = time.time()
    # 括号里面加参数时，指定两个进程进行处理
    pool = mp.Pool(processes=2)
    res = pool.map(job, range(10))
    print(res)
    end_time = time.time()
    print("运行时间为", (end_time-start_time))

效果图：

（3）不使用多进程时

# coding:utf-8
import time
def job(res):
    for i in range(10):
        res.append(i*i)
        time.sleep(1)
if __name__ == "__main__":
    start_time = time.time()
    res = []
    job(res)
    print(res)
    end_time =time.time()
    print("不使用进程池所用时间为", (end_time-start_time))

效果图：

实验结论：多进程处理事情，效率很高！！！核心越多，处理越快！

5.共享内存

一个核心，我们多线程处理时，可以使用全局变量来共享数据。但是多进程之间是不行的，那我们多进程之间应该如何共享数据呢？
那就得用到共享内存了！

# coding:utf-8
import multiprocessing as mp
"""
    共享内存
"""
if __name__ == "__main__":
    # 第一个参数是数据类型的代码，i代表整数类型
    # 第二个参数是共享数据的值
    v = mp.Value("i", 0)

6.进程锁lock

进程锁和线程锁的用法基本一致。进程锁的诞生是为了避免多进程之间抢占共享数据，进而造成多进程之间混乱修改共享内存的局面。

（1）不加锁之前

# coding:utf-8
import multiprocessing as mp
import time
"""
    进程中的锁lock
"""
def job(v, num):
    for i in range(10):
        v.value += num
        print(v.value)
        time.sleep(0.2)
if __name__ == "__main__":
    # 多进程中的共享内存
    v = mp.Value("i", 0)
    # 进程1让共享变量每次加1
    process1 = mp.Process(target=job, args=(v, 1))
    # 进程2让共享变量每次加3
    process2 = mp.Process(target=job, args=(v, 3))
    process1.start()
    process2.start()

效果图：

（2）加锁之后

# coding:utf-8
import multiprocessing as mp
import time
"""
    进程中的锁lock
"""
def job(v, num, l):
    # 加锁
    l.acquire()
    for i in range(10):
        v.value += num
        print(v.value)
        time.sleep(0.2)
    # 解锁
    l.release()
if __name__ == "__main__":
    # 创建进程锁
    l = mp.Lock()
    # 多进程中的共享内存
    v = mp.Value("i", 0)
    process1 = mp.Process(target=job, args=(v, 1, l))
    process2 = mp.Process(target=job, args=(v, 3, l))
    process1.start()
    process2.start()

效果图：

到此这篇关于深入解析Python中的多进程的文章就介绍到这了,更多相关Python多进程内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！