Python中进程的理解：

Num01–>进程的创建-fork

Python的os模块封装了常见的系统调用，其中就包括fork，可以在Python程序中轻松创建子进程。

  import os    # 注意，fork函数，只在Unix/Linux/Mac上运行，windows不可以    pid = os.fork()    if pid == 0:        print('我是子进程')    else:        print('我是父进程')    #结果如下：    #我是父进程    #我是子进程

以上代码加以说明如下：

程序执行到os.fork()时，操作系统会创建一个新的进程（子进程），然后复制父进程的所有信息到子进程中。

然后父进程和子进程都会从fork()函数中得到一个返回值，在子进程中这个值一定是0，而父进程中是子进程的 id号。

在Unix/Linux操作系统中，提供了一个fork()系统函数，它非常特殊。
普通的函数调用，调用一次，返回一次，但是fork()调用一次，返回两次，因为操作系统自动把当前进程（称为父进程）复制了一份（称为子进程），然后，分别在父进程和子进程内返回。

子进程永远返回0，而父进程返回子进程的ID。

这样做的理由是，一个父进程可以fork出很多子进程，所以，父进程要记下每个子进程的ID，而子进程只需要调用getppid()就可以拿到父进程的ID。

Num02–>多进程修改全局变量

#coding=utf-8import osimport timenum = 0# 注意，fork函数，只在Unix/Linux/Mac上运行，windows不可以pid = os.fork()if pid == 0:    num+=1    print('我是子进程---num=%d'%num)else:    time.sleep(1)    num+=1    print('我是父进程---num=%d'%num) #结果如下： #我是父进程---num=1 #我是子进程---num=1

在多进程中个，每个进程中所有数据（包括全局变量）都各拥有一份，互不影响。

Num03–>多次fork问题

Test01–>fork两次产生四个进程

#coding=utf-8import osimport time# 注意，fork函数，只在Unix/Linux/Mac上运行，windows不可以pid = os.fork()if pid == 0:    print('我是第一次fork中的子进程')else:    print('我是第一次fork中的父进程')pid = os.fork()if pid == 0:    print('我是第二次fork中的子进程')else:    print('我是第二次fork中的父进程')time.sleep(1)

Test02–>fork两次产生三个进程

#! /usr/bin/env python3# -*- coding:utf-8 -*- import osimport timedef sing():    print('--我是第一次fork的子进程--')    time.sleep(1)def dance():    ppid = os.fork()    if ppid > 0:        print('--我是第二次fork的父进程--')        time.sleep(1)    elif ppid == 0:        print('--我是第二次fork的子进程--')        time.sleep(1)def main():    pid = os.fork()    if pid > 0:        dance()    elif pid == 0:        sing()if __name__ == "__main__":    main()

Num04–>进程的第一种创建方式-multiprocessing

multiprocessing模块提供了一个Process类来代表一个进程对象。

#coding=utf-8from multiprocessing import Processimport os# 子进程要执行的代码def fun_proc(name):    print('子进程运行中，name= %s ,pid=%d' % (name, os.getpid()))if __name__=='__main__':    print('父进程 %d' % os.getpid())    p = Process(target=fun_proc, args=('我是子进程',))    print('子进程将要执行')    p.start()    p.join()    print('子进程已结束')# 结果如下：# 父进程 11876# 子进程将要执行# 子进程运行中，name= 我是子进程 ,pid=14644# 子进程已结束

对以上代码加以说明：
1，用Process类创建子进程时，只需要传入一个执行函数和函数的参数（是一个元组）。
2，调用start（）方式启动子进程。
3，join()方法可以等待子进程结束后再继续往下运行，通常用于进程间的同步。

Test01–>Process的语法如下：

Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])

target：表示这个进程实例所调用对象；

args：表示调用对象的位置参数元组；

kwargs：表示调用对象的关键字参数字典；

name：为当前进程实例的别名；

group：大多数情况下用不到，表示在哪个组；

Process类常用方法：

is_alive()：判断进程实例是否还在执行；

join([timeout])：是否等待进程实例执行结束，或等待多少秒；

start()：启动进程实例（创建子进程）；

run()：如果没有给定target参数，对这个对象调用start()方法时，就将执行对象中的run()方法；

terminate()：不管任务是否完成，立即终止；

Process类常用属性：

name：当前进程实例别名，默认为Process-N，N为从1开始递增的整数；

pid：当前进程实例的PID值；

Test02–>创建一个进程对象

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# @Date    : 2017-04-25 16:36:47# @Author  : xiaokefrom multiprocessing import Processimport osfrom time import sleep# 子进程要执行的代码def fun_proc(name, age, **kwargs):    for i in range(5):        print('子进程运行中，name= %s,age=%d ,pid=%d...' % (name, age,os.getpid()))        print(kwargs)        sleep(1)if __name__=='__main__':    print('父进程 %d' % os.getpid())    p = Process(target=fun_proc, args=('我是子进程',66), kwargs={"得分":666})    print('子进程将要执行')    p.start()    sleep(1)    # p.terminate()# 提前结束子进程，不管子进程的任务是否完成    p.join()    print('子进程已结束')# 结果如下：# 父进程 7744# 子进程将要执行# 子进程运行中，name= 我是子进程,age=66 ,pid=8064...# {'得分': 666}# 子进程运行中，name= 我是子进程,age=66 ,pid=8064...# {'得分': 666}# 子进程运行中，name= 我是子进程,age=66 ,pid=8064...# {'得分': 666}# 子进程运行中，name= 我是子进程,age=66 ,pid=8064...# {'得分': 666}# 子进程运行中，name= 我是子进程,age=66 ,pid=8064...# {'得分': 666}# 子进程已结束

Test03–>创建两个进程对象

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# @Date    : 2017-04-25 16:36:47# @Author  : xiaoke#coding=utf-8from multiprocessing import Processimport timeimport osdef  worker_1(interval):    print("worker_1,父进程(%s),当前进程(%s)"%(os.getppid(),os.getpid()))    t_start = time.time()    time.sleep(interval) #程序将会被挂起interval秒    t_end = time.time()    print("worker_1,执行时间为'%0.2f'秒"%(t_end - t_start))def  worker_2(interval):    print("worker_2,父进程(%s),当前进程(%s)"%(os.getppid(),os.getpid()))    t_start = time.time()    time.sleep(interval)    t_end = time.time()    print("worker_2,执行时间为'%0.2f'秒"%(t_end - t_start))def main():    #输出当前程序的ID    print("进程ID：%s"%os.getpid())    #创建两个进程对象，target指向这个进程对象要执行的对象名称，    #如果不指定name参数，默认的进程对象名称为Process-N，N为一个递增的整数    p1=Process(target=worker_1,args=(2,))    p2=Process(target=worker_2,name="xiaoke",args=(1,))    #使用"进程对象名称.start()"来创建并执行一个子进程，    #这两个进程对象在start后，就会分别去执行worker_1和worker_2方法中的内容    p1.start()    p2.start()    #同时父进程仍然往下执行，如果p2进程还在执行，将会返回True    print("p2.is_alive=%s"%p2.is_alive())    print("p1.is_alive=%s"%p1.is_alive())    #输出p1和p2进程的别名和pid    print("--p1进程的别名和pid--")    print("p1.name=%s"%p1.name)    print("p1.pid=%s"%p1.pid)    print("--p2进程的别名和pid--")    print("p2.name=%s"%p2.name)    print("p2.pid=%s"%p2.pid)    #join括号中不携带参数，表示父进程在这个位置要等待p1进程执行完成后，再继续执行下面的语句，一般用于进程间的数据同步，    # 如果不写这一句，下面的is_alive判断将会是True，    #可以尝试着将下面的这条语句改成p1.join(1)，    #因为p2需要2秒以上才可能执行完成，父进程等待1秒很可能，不能让p1完全执行完成，    #所以下面的print会输出True，即p1仍然在执行    print("--p1进程是否执行完毕？？--")    p1.join()    print("p1.is_alive=%s"%p1.is_alive())    p2.join()    print("p2.is_alive=%s"%p2.is_alive())if __name__ == '__main__':    main()# 结果如下：# 进程ID：4004# p2.is_alive=True# p1.is_alive=True# --p1进程的别名和pid--# p1.name=Process-1# p1.pid=3352# --p2进程的别名和pid--# p2.name=xiaoke# p2.pid=6092# --p1进程是否执行完毕？？--# worker_2,父进程(4004),当前进程(6092)# worker_2,执行时间为'1.00'秒# worker_1,父进程(4004),当前进程(3352)# worker_1,执行时间为'2.00'秒# p1.is_alive=False# p2.is_alive=False

Num05–>进程的第二种创建方式–自己创建一个类，继承Process类

定义：创建新的进程还可以使用类的方式。可以自定义一个类，继承Process类。每次实例化这个类的时候，就等同于实例化这个进程对象。

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# @Date    : 2017-04-25 16:36:47# @Author  : xiaokefrom multiprocessing import Processimport timeimport os#继承Process类class Process_Class(Process):    #因为Process类本身也有__init__方法，这个子类相当于重写了这个方法，    #但这样就会带来一个问题，我们并没有完全的初始化一个Process类，    # 所以就不能使用从这个类继承的一些方法和属性，    #最好的方法就是将继承类本身传递给Process.__init__方法，完成这些初始化操作    def __init__(self,interval):        Process.__init__(self)        # 传递进来的属性        self.interval = interval    #重写了Process类的run()方法    def run(self):        print("子进程(%s) 开始执行，父进程为（%s）"%(os.getpid(),os.getppid()))        t_start = time.time()        time.sleep(self.interval)        t_stop = time.time()        print("子进程(%s)执行结束，耗时%0.2f秒"%(os.getpid(),t_stop-t_start))if __name__=="__main__":    t_start = time.time()    print("当前程序进程(%s)"%os.getpid())            p1 = Process_Class(2)    #对一个不包含target属性的Process类执行start()方法，就会运行这个类中的run()方法，所以这里会执行p1.run()    p1.start()    p1.join()    t_stop = time.time()    print("父进程(%s)执行结束，耗时%0.2f秒"%(os.getpid(),t_stop-t_start))# 结果为：# 当前程序进程(14736)# 子进程(4292) 开始执行，父进程为（14736）# 子进程(4292)执行结束，耗时2.00秒# 父进程(14736)执行结束，耗时2.11秒

Num06–>进程池–Pool

当需要创建的子进程数量不多时，可以直接利用multiprocessing中的Process动态生成多个进程。但如果是上百甚至上千个目标，手动的去创建进程的工作量巨大，此时就可以用到multiprocessing模块提供的Pool方法。

初始化Pool时，可以指定一个最大进程数，当有新的请求提交到Pool中时，如果池还没有满，那么就会创建一个新的进程用来执行该请求；但如果池中的进程数已经达到指定的最大值，那么该请求就会等待，直到池中有进程结束，才会创建新的进程来执行。

#采用非阻塞的方式#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# @Time    : 2017/4/27 8:35# @Author  : xiaoke# @Site    : # @File    : Test33.py# @Software: PyCharm Community Editionfrom multiprocessing import Poolimport os, time, randomdef worker(num):    t_start = time.time()    print("子进程-%s开始执行,进程号为%d" % (num, os.getpid()))    # random.random()随机生成0~1之间的浮点数    time.sleep(random.random() * 2)    t_stop = time.time()    print("子进程-%s执行完毕，耗时%0.2f" % (num, t_stop - t_start))def main():    # 定义一个进程池，最大进程数5    p = Pool(3)    for i in range(10):        # Pool.apply_async(要调用的目标,(传递给目标的参数元祖,))        # 异步的方式，每次循环将会用空闲出来的子进程去调用目标        p.apply_async(worker, (i,))    m_start = time.time()    print("----start----")    p.close()  # 关闭进程池，关闭后p不再接收新的请求    p.join()  # 等待p中所有子进程执行完成，必须放在close语句之后    print("-----end-----")    m_stop = time.time()    print("父进程执行完毕，耗时%0.2f" % (m_stop - m_start))if __name__ == '__main__':    main()# 结果如下：# ----start----# 子进程-0开始执行,进程号为3360# 子进程-1开始执行,进程号为16084# 子进程-2开始执行,进程号为12580# 子进程-1执行完毕，耗时0.05# 子进程-3开始执行,进程号为16084# 子进程-3执行完毕，耗时0.80# 子进程-4开始执行,进程号为16084# 子进程-2执行完毕，耗时1.63# 子进程-5开始执行,进程号为12580# 子进程-0执行完毕，耗时1.80# 子进程-6开始执行,进程号为3360# 子进程-4执行完毕，耗时1.55# 子进程-7开始执行,进程号为16084# 子进程-7执行完毕，耗时0.07# 子进程-8开始执行,进程号为16084# 子进程-8执行完毕，耗时0.05# 子进程-9开始执行,进程号为16084# 子进程-5执行完毕，耗时1.01# 子进程-6执行完毕，耗时1.10# 子进程-9执行完毕，耗时1.57# -----end-----# 父进程执行完毕，耗时4.26

multiprocessing.Pool常用函数解析：

apply_async(func[, args[, kwds]]) ：使用非阻塞方式调用func（并行执行，堵塞方式必须等待上一个进程退出才能执行下一个进程），args为传递给func的参数列表，kwds为传递给func的关键字参数列表；

apply(func[, args[, kwds]])：使用阻塞方式调用func

close()：关闭Pool，使其不再接受新的任务；

terminate()：不管任务是否完成，立即终止；

join()：主进程阻塞，等待子进程的退出， 必须在close或terminate之后使用；

采用apply阻塞的方式

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# @Time    : 2017/4/27 8:35# @Author  : xiaoke# @Site    : # @File    : Test33.py# @Software: PyCharm Community Editionfrom multiprocessing import Poolimport os, time, randomdef worker(num):    t_start = time.time()    print("子进程-%s开始执行,进程号为%d" % (num, os.getpid()))    # random.random()随机生成0~1之间的浮点数    time.sleep(random.random() * 2)    t_stop = time.time()    print("子进程-%s执行完毕，耗时%0.2f" % (num, t_stop - t_start))def main():    # 定义一个进程池，最大进程数5    p = Pool(3)    for i in range(10):        # Pool.apply_async(要调用的目标,(传递给目标的参数元祖,))        # 异步的方式，每次循环将会用空闲出来的子进程去调用目标        p.apply(worker, (i,))    m_start = time.time()    print("----start----")    p.close()  # 关闭进程池，关闭后p不再接收新的请求    p.join()  # 等待p中所有子进程执行完成，必须放在close语句之后    print("-----end-----")    m_stop = time.time()    print("父进程执行完毕，耗时%0.2f" % (m_stop - m_start))if __name__ == '__main__':    main()# 结果如下：# 子进程-0开始执行,进程号为4464# 子进程-0执行完毕，耗时1.75# 子进程-1开始执行,进程号为11640# 子进程-1执行完毕，耗时1.33# 子进程-2开始执行,进程号为8756# 子进程-2执行完毕，耗时1.86# 子进程-3开始执行,进程号为4464# 子进程-3执行完毕，耗时0.70# 子进程-4开始执行,进程号为11640# 子进程-4执行完毕，耗时1.29# 子进程-5开始执行,进程号为8756# 子进程-5执行完毕，耗时0.69# 子进程-6开始执行,进程号为4464# 子进程-6执行完毕，耗时0.33# 子进程-7开始执行,进程号为11640# 子进程-7执行完毕，耗时1.83# 子进程-8开始执行,进程号为8756# 子进程-8执行完毕，耗时1.58# 子进程-9开始执行,进程号为4464# 子进程-9执行完毕，耗时1.37# ----start----# -----end-----# 父进程执行完毕，耗时0.08

Num07–>进程间的通信–Queue

进程（Process）之间有时间需要通信，操作系统提供了很多机制来实现进程间的通信。如Queue、Pipes等。Queue本身是一个消息队列。

Test01–> 先看一个简单的案例：

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# @Time    : 2017/4/27 8:35# @Author  : xiaoke# @Site    : # @File    : Test33.py# @Software: PyCharm Community Editionfrom multiprocessing import Queueq = Queue(3)  # 初始化一个Queue对象，最多可接收三条put消息q.put("消息1")q.put("消息2")print(q.full())  # Falseq.put("消息3")print(q.full())  # True# 因为消息列队已满下面的try都会抛出异常，第一个try会等待3秒后再抛出异常，第二个Try会立刻抛出异常try:    q.put("消息4", True, 3)except:    print("消息列队已满，现有消息数量:%s" % q.qsize())try:    q.put_nowait("消息4")except:    print("消息列队已满，现有消息数量:%s" % q.qsize())# 推荐的方式，先判断消息列队是否已满，再写入if not q.full():    q.put_nowait("消息4")# 读取消息时，先判断消息列队是否为空，再读取if not q.empty():    for i in range(q.qsize()):        # print("取出消息：%s" % q.get())        print("取出消息：%s" % q.get_nowait())# 结果是：# False# True# 消息列队已满，现有消息数量:3# 消息列队已满，现有消息数量:3# 取出消息：消息1# 取出消息：消息2# 取出消息：消息3

以上代码加以说明：

初始化Queue()对象时（例如：q=Queue()），若括号中没有指定最大可接收的消息数量，或数量为负值，那么就代表可接受的消息数量没有上限（直到内存的尽头）；

Queue.qsize()：返回当前队列包含的消息数量；

Queue.empty()：如果队列为空，返回True，反之False ；

Queue.full()：如果队列满了，返回True,反之False；

Queue.get([block[, timeout]])：获取队列中的一条消息，然后将其从列队中移除，block默认值为True；
1）如果block使用默认值，且没有设置timeout（单位秒），消息列队如果为空，此时程序将被阻塞（停在读取状态），直到从消息列队读到消息为止，如果设置了timeout，则会等待timeout秒，若还没读取到任何消息，则抛出”Queue.Empty”异常；
2）如果block值为False，消息列队如果为空，则会立刻抛出”Queue.Empty”异常；

Queue.get_nowait()：相当Queue.get(False)；

Queue.put(item,[block[, timeout]])：将item消息写入队列，block默认值为True；
1）如果block使用默认值，且没有设置timeout（单位秒），消息列队如果已经没有空间可写入，此时程序将被阻塞（停在写入状态），直到从消息列队腾出空间为止，如果设置了timeout，则会等待timeout秒，若还没空间，则抛出”Queue.Full”异常；
2）如果block值为False，消息列队如果没有空间可写入，则会立刻抛出”Queue.Full”异常；

Queue.put_nowait(item)：相当Queue.put(item, False)；

Test02–>在父进程创建两个子进程，一个往Queue里面写数据，一个从Queue里面读数据。

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# @Time    : 2017/4/27 8:35# @Author  : xiaoke# @Site    : # @File    : Test33.py# @Software: PyCharm Community Editionfrom multiprocessing import Process, Queueimport os, time, random# 写数据进程def write(q):    for value in ['A', 'B', 'C', 'quit']:        print('Put %s to queue...' % value)        q.put(value)        time.sleep(random.random())# 读数据进程def read(q):    while True:        if not q.empty():            value = q.get(True)            print('Get %s from queue.' % value)            # 因为读进程是一个死循环，所以要设置一个标记，用于退出            if value == "quit":                break            time.sleep(random.random())if __name__ == '__main__':    # 父进程创建Queue，并传给各个子进程：    q = Queue()    pw = Process(target=write, args=(q,))    pr = Process(target=read, args=(q,))    # 启动子进程pw，写入:    pw.start()    # 等待pw结束:    pw.join()    # 启动子进程pr，读取:    pr.start()    pr.join()    print('所有数据都写入并且读完')    print("pw  is   alive:%s" % pw.is_alive())    print("pr  is   alive:%s" % pr.is_alive())# 结果如下：# Put A to queue...# Put B to queue...# Put C to queue...# Put quit to queue...# Get A from queue.# Get B from queue.# Get C from queue.# Get quit from queue.# 所有数据都写入并且读完# pw  is   alive:False# pr  is   alive:False

Test03–>进程池Pool中的Queue来进行进程间的通信

#!/usr/bin/env python# -*- coding: utf-8 -*-# @Author  : xiaoke# @Site    : # @File    : Test33.py# @Software: PyCharm Community Editionfrom multiprocessing import Pool, Queue, Managerimport osimport timeimport randomdef task_write(q):    for s in ('hello', 'python', 'world', 'quit'):        q.put(s)  # 向队列中添加消息        print('%s 进程向队列中添加消息:%s' % (os.getpid(), s))        time.sleep(random.random() * 2)    print('%s 进程要结束了' % os.getpid())def task_read(q):    while True:        msg = q.get()  # 阻塞式从队列中收消息        print('%s 进程从队列中取出消息:%s' % (os.getpid(), msg))        if msg == "quit":            break            time.sleep(random.random() * 2)    print('%s 进程要结束了' % os.getpid())def main():    # 1.创建消息队列对象    # q = Queue() #只能用于父子进程    # Manger().Queue()  消息队列可用于进程池    q = Manager().Queue()    # 2.创建进程池，里面放两个进程    my_pool = Pool(2)    # 3.添加任务    # 采用阻塞的方式    my_pool.apply(task_write, args=(q,))    my_pool.apply(task_read, args=(q,))    # 采用非阻塞的方式    # my_pool.apply_async(task_write, args=(q,))    # my_pool.apply_async(task_read, args=(q,))    # 4.关闭进程池    my_pool.close()    # 5.等待所有进程结束    my_pool.join()if __name__ == "__main__":    main()# 采用非阻塞的方式结果：# 7380 进程向队列中添加消息:hello# 11256 进程从队列中取出消息:hello# 7380 进程向队列中添加消息:python# 11256 进程从队列中取出消息:python# 7380 进程向队列中添加消息:world# 11256 进程从队列中取出消息:world# 7380 进程向队列中添加消息:quit# 11256 进程从队列中取出消息:quit# 11256 进程要结束了# 7380 进程要结束了# 采用阻塞的方式结果：# 96 进程向队列中添加消息:hello# 96 进程向队列中添加消息:python# 96 进程向队列中添加消息:world# 96 进程向队列中添加消息:quit# 96 进程要结束了# 12412 进程从队列中取出消息:hello# 12412 进程从队列中取出消息:python# 12412 进程从队列中取出消息:world# 12412 进程从队列中取出消息:quit# 12412 进程要结束了