1.1 什么是 Multiprocessing

多线程在同一时间只能处理一个任务。

可把任务平均分配给每个核，而每个核具有自己的运算空间。

1.2 添加进程 Process

与线程类似，如下所示，但是该程序直接运行无结果，因为IDLE不支持多进程，在命令行终端运行才有结果显示

import multiprocessing as mp

def job(a,b):
 print('abc')
if __name__=='__main__':
 p1=mp.Process(target=job,args=(1,2))
 p1.start()
 p1.join()

1.3 存储进程输出 Queue

不知道为什么下面的这个程序可以在IDLE中正常运行。首先定义了一个job函数作系列数学运算，然后将结果放到res中，在main函数运行，取出queue中存储的结果再进行一次加法运算。

import multiprocessing as mp

def job(q):
 res=0
 for i in range(1000):
 res+=i+i**2+i**3
 q.put(res)

 
if __name__ == '__main__':
 q=mp.Queue()
 p1 = mp.Process(target=job,args=(q,))#注意当参数只有一个时，应加上逗号
 p2 = mp.Process(target=job,args=(q,)) 
 p1.start()
 p2.start()
 
 p1.join()
 p2.join()
 res1=q.get()
 res2=q.get()
 print(res1+res2)

结果如下所示：

1.4 效率比对 threading & multiprocessing

在job函数中定义了数学运算，比较正常情况、多线程和多进程分别的运行时间。

import multiprocessing as mp
import threading as td
import time

def job(q):
 res = 0
 for i in range(10000000):
 res += i+i**2+i**3
 q.put(res) # queue

def multicore():
 q = mp.Queue()
 p1 = mp.Process(target=job, args=(q,))
 p2 = mp.Process(target=job, args=(q,))
 p1.start()
 p2.start()
 p1.join()
 p2.join()
 res1 = q.get()
 res2 = q.get()
 print('multicore:' , res1+res2)

def normal():
 res = 0
 for _ in range(2):#线程或进程都构造了两个，进行了两次运算，所以这里循环两次
 for i in range(10000000):
  res += i+i**2+i**3
 print('normal:', res)

def multithread():
 q = mp.Queue()
 t1 = td.Thread(target=job, args=(q,))
 t2 = td.Thread(target=job, args=(q,))
 t1.start()
 t2.start()
 t1.join()
 t2.join()
 res1 = q.get()
 res2 = q.get()
 print('multithread:', res1+res2)

if __name__ == '__main__':
 st = time.time()
 normal()
 st1= time.time()
 print('normal time:', st1 - st)
 multithread()
 st2 = time.time()
 print('multithread time:', st2 - st1)
 multicore()
 print('multicore time:', time.time()-st2)

在视频中的运行结果是多进程<正常<多线程，而我的运行结果为下图所示：

综上，多核/多进程运行最快，说明在同时间运行了多个任务，而多线程却不一定会比正常情况下的运行来的快，这和多线程中的GIL有关。

1.5 进程池

进程池Pool，就是我们将所要运行的东西，放到池子里，Python会自行解决多进程的问题。

import multiprocessing as mp

def job(x):
 return x*x

def multicore():
 pool=mp.Pool(processes=2)#定义一个Pool，并定义CPU核数量为2
 res=pool.map(job,range(10))
 print(res)
 res=pool.apply_async(job,(2,))
 print(res.get())
 multi_res=[pool.apply_async(job,(i,)) for i in range(10)]
 print([res.get()for res in multi_res])

if __name__=='__main__':
 multicore()

运行结果如下所示：

首先定义一个池子，有了池子之后，就可以让池子对应某一个函数，在上述代码中定义的pool对应job函数。我们向池子里丢数据，池子就会返回函数返回的值。 Pool和之前的Process的不同点是丢向Pool的函数有返回值，而Process的没有返回值。

接下来用map()获取结果，在map()中需要放入函数和需要迭代运算的值，然后它会自动分配给CPU核，返回结果

我们怎么知道Pool是否真的调用了多个核呢？我们可以把迭代次数增大些，然后打开CPU负载看下CPU运行情况

打开CPU负载(Mac)：活动监视器 > CPU > CPU负载(单击一下即可)

Pool默认大小是CPU的核数，我们也可以通过在Pool中传入processes参数即可自定义需要的核数量。

Pool除了可以用map来返回结果之外，还可以用apply_async()，与map不同的是，只能传递一个值，只会放入一个核进行计算，但是传入值时要注意是可迭代的，所以在传入值后需要加逗号, 同时需要用get()方法获取返回值。所对应的代码为：

res=pool.apply_async(job,(2,))
print(res.get())

运行结果为4。

由于传入值是可以迭代的，则我们同样可以使用apply_async()来输出多个结果。如果在apply_async()中输入多个传入值：

res = pool.apply_async(job, (2,3,4,))

结果会报错：

TypeError: job() takes exactly 1 argument (3 given)

即apply_async()只能输入一组参数。

在此我们将apply_async()放入迭代器中，定义一个新的multi_res

multi_res = [pool.apply_async(job, (i,)) for i in range(10)]

同样在取出值时需要一个一个取出来

print([res.get() for res in multi_res])

apply用迭代器的运行结果与map取出的结果相同。

note：

（1）Pool默认调用是CPU的核数，传入processes参数可自定义CPU核数

（2）map() 放入迭代参数，返回多个结果

（3）apply_async()只能放入一组参数，并返回一个结果，如果想得到map()的效果需要通过迭代

1.6 共享内存 shared memory

只有通过共享内存才能让CPU之间进行交流。

通过Value将数据存储在一个共享的内存表中。

import multiprocessing as mp

value1 = mp.Value('i', 0) 
value2 = mp.Value('d', 3.14)

 其中，i和d表示数据类型。i为带符号的整型，d为双精浮点类型。更多数据类型可参考网址：https://docs.python.org/3/library/array.html

在多进程中有一个Array类，可以和共享内存交互，来实现进程之间共享数据。

和numpy中的不同，这里的Array只能是一维的，并且需要定义数据类型否则会报错。

array = mp.Array('i', [1, 2, 3, 4])

1.7 进程锁 Lock

首先是不加进程锁的运行情况，在下述代码中定义了共享变量v，定义了两个进程，均可对v进行操作。job函数的作用是每隔0.1s输出一次累加num的值，累加值num在两个进程中分别为1和3。

import multiprocessing as mp
import time

def job(v,num):
 for _ in range(10):
 time.sleep(0.1)#暂停0.1s，让输出效果更明显
 v.value+=num #v.value获取共享变量值
 print(v.value)
 
def multicore():
 v=mp.Value('i',0)#定义共享变量
 p1=mp.Process(target=job,args=(v,1))
 p2=mp.Process(target=job,args=(v,3))
 p1.start()
 p2.start()
 p1.join()
 p2.join()


if __name__=='__main__':
 multicore()

 运行结果如下所示：

可以看到两个进程互相抢占共享内存v。

为了解决上述不同进程抢共享资源的问题，我们可以用加进程锁来解决。

首先需要定义一个进程锁：

 l = mp.Lock() # 定义一个进程锁

然后将进程锁的信息传入各个进程中

 p1 = mp.Process(target=job, args=(v,1,l)) # 需要将Lock传入
 p2 = mp.Process(target=job, args=(v,3,l)) 

在job()中设置进程锁的使用，保证运行时一个进程的对锁内内容的独占

def job(v, num, l):
 l.acquire() # 锁住
 for _ in range(5):
 time.sleep(0.1) 
 v.value += num # v.value获取共享内存
 print(v.value)
 l.release() # 释放

完整代码：

def job(v, num, l):
 l.acquire() # 锁住
 for _ in range(5):
 time.sleep(0.1) 
 v.value += num # 获取共享内存
 print(v.value)
 l.release() # 释放

def multicore():
 l = mp.Lock() # 定义一个进程锁
 v = mp.Value('i', 0) # 定义共享内存
 p1 = mp.Process(target=job, args=(v,1,l)) # 需要将lock传入
 p2 = mp.Process(target=job, args=(v,3,l)) 
 p1.start()
 p2.start()
 p1.join()
 p2.join()

if __name__ == '__main__':
 multicore()

运行结果如下所示：

可以看到进程1运行完之后才运行进程2。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。

# Python  # 多进程  # Multiprocessing  # Python多进程并发(multiprocessing)用法实例详解  # Python3多进程 multiprocessing 模块实例详解  # Python多进程multiprocessing用法实例分析  # python multiprocessing多进程变量共享与加锁的实现  # Python标准库之多进程(multiprocessing包)介绍  # python基于multiprocessing的多进程创建方法  # python multiprocessing 多进程并行计算的操作  # Python使用multiprocessing实现多进程的详细步骤记录  # 多个  # 所示  # 迭代  # 多线程  # 可以用  # 返回值  # 两次  # 可以看到  # 自定义  # 多核  # 报错  # 锁住  # 自己的  # 的是  # 就会  # 浮点  # 在此  # 中有  # 我们可以  # 只会 

相关栏目： 【 网站优化151355 】 【 网络推广146373 】 【 网络技术251813 】 【 AI营销90571 】

相关推荐： 手机怎么制作网站教程步骤,手机怎么做自己的网页链接？  如何快速启动建站代理加盟业务？  Win11怎么关闭资讯和兴趣_Windows11任务栏设置隐藏小组件  微信小程序 require机制详解及实例代码  php485函数参数是什么意思_php485各参数详细说明【介绍】  浅述节点的创建及常见功能的实现  如何在 React 中条件性地遍历数组并渲染元素  Android中AutoCompleteTextView自动提示  Laravel如何创建自定义Artisan命令？（代码示例）  如何在阿里云通过域名搭建网站？  悟空识字怎么关闭自动续费_悟空识字取消会员自动扣费步骤  中国移动官方网站首页入口 中国移动官网网页登录  网站广告牌制作方法,街上的广告牌，横幅，用PS还是其他软件做的？  如何用已有域名快速搭建网站？  大学网站设计制作软件有哪些,如何将网站制作成自己app？  Laravel如何使用Seeder填充数据_Laravel模型工厂Factory批量生成测试数据【方法】  Laravel如何为API生成Swagger或OpenAPI文档  javascript和jQuery中的AJAX技术详解【包含AJAX各种跨域技术】  实例解析Array和String方法  Laravel如何实现登录错误次数限制_Laravel自带LoginThrottles限流配置【方法】  潮流网站制作头像软件下载,适合母子的网名有哪些？  Python结构化数据采集_字段抽取解析【教程】  EditPlus中的正则表达式 实战(4)  如何快速上传建站程序避免常见错误？  Laravel如何使用Vite进行前端资源打包？（配置示例）  Angular 表单中正确绑定输入值以确保提交与验证正常工作  Laravel如何实现图片防盗链功能_Laravel中间件验证Referer来源请求【方案】  利用vue写todolist单页应用  Python图片处理进阶教程_Pillow滤镜与图像增强  邀请函制作网站有哪些,有没有做年会邀请函的网站啊？在线制作，模板很多的那种？  详解ASP.NET 生成二维码实例（采用ThoughtWorks.QRCode和QrCode.Net两种方式）  Laravel怎么创建自己的包(Package)_Laravel扩展包开发入门到发布  Laravel API路由如何设计_Laravel构建RESTful API的路由最佳实践  如何快速上传自定义模板至建站之星？  如何在服务器上三步完成建站并提升流量？  电商网站制作多少钱一个,电子商务公司的网站制作费用计入什么科目？  详解jQuery中的事件  如何为不同团队 ID 动态生成多个独立按钮  网站制作壁纸教程视频,电脑壁纸网站？  使用Dockerfile构建java web环境  如何在自有机房高效搭建专业网站？  为什么php本地部署后css不生效_静态资源加载失败修复技巧【技巧】  Laravel Sail是什么_基于Docker的Laravel本地开发环境Sail入门  zabbix利用python脚本发送报警邮件的方法  谷歌浏览器如何更改浏览器主题 Google Chrome主题设置教程  如何在阿里云香港服务器快速搭建网站？  微信小程序 scroll-view组件实现列表页实例代码  Laravel如何发送邮件_Laravel Mailables构建与发送邮件的简明教程  简单实现Android验证码  Win11怎么更改系统语言为中文_Windows11安装语言包并设为显示语言