Python 學習之程序

執行緒是最小的執行單元，而程序由至少乙個執行緒組成。如何排程程序和執行緒，完全由作業系統決定，程式自己不能決定什麼時候執行，執行多長時間。

在 python 中我們要同時執行多個任務怎麼辦？

有兩種解決方案：

由於 python 是跨平台的，自然也應該提供乙個跨平台的多程序支援。multiprocessing 模組就是跨平台版本的多程序模組。

multiprocessing 模組提供了乙個 process 類來代表乙個程序物件，下面的例子演示了啟動乙個子程序並等待其結束：

from multiprocessing import process
import os
# 子程序要執行的**
defrun_proc
(name)
:print
('run child process %s (%s)...'
%(name, os.getpid())
)if __name__==
'__main__'
:print
('parent process %s.'
% os.getpid())
p = process(target=run_proc, args=
('test',)
)print
('child process will start.'
) p.start(
) p.join(
)print
('child process end.'
)

建立子程序時，只需要傳入乙個執行函式和函式的引數，建立乙個process例項，用start()方法啟動，這樣建立程序比fork()還要簡單。

join()方法可以等待子程序結束後再繼續往下執行，通常用於程序間的同步。

結果如下：

parent process 928. child process will start. run child process test (929)...

process end.

如果要啟動大量的子程序，可以用程序池的方式批量建立子程序：

from multiprocessing import pool
import os, time, random
deflong_time_task
(name)
:print
('run task %s (%s)...'
%(name, os.getpid())
) start = time.time(
) time.sleep(random.random()*
3)end = time.time(
)print
('task %s runs %0.2f seconds.'
%(name,
(end - start)))
if __name__==
'__main__'
:print
('parent process %s.'
% os.getpid())
p = pool(4)
for i in
range(5
):(i,)
)print
('waiting for all subprocesses done...'
) p.close(
) p.join(
)print
('all subprocesses done.'
)

**解讀：

對pool物件呼叫join()方法會等待所有子程序執行完畢，呼叫join()之前必須先呼叫close()，呼叫close()之後就不能繼續新增新的process了。

請注意輸出的結果，task 0，1，2，3是立刻執行的，而task 4要等待前面某個task完成後才執行，這是因為pool的預設大小在我的電腦上是4，因此，最多同時執行4個程序。

結果：

parent process 669.
waiting for all subprocesses done...
run task 0 (671)...
run task 1 (672)...
run task 2 (673)...
run task 3 (674)...
task 2 runs 0.14 seconds.
run task 4 (673)...
task 1 runs 0.27 seconds.
task 3 runs 0.86 seconds.
task 0 runs 1.41 seconds.
task 4 runs 1.91 seconds.
all subprocesses done.

很多時候，子程序並不是自身，而是乙個外部程序。我們建立了子程序後，還需要控制子程序的輸入和輸出。

subprocess 模組可以讓我們非常方便地啟動乙個子程序，然後控制其輸入和輸出。

import subprocess
print
('$ nslookup www.python.org'
)r = subprocess.call(
['nslookup'
,'www.python.org'])
print
('exit code:'
, r)

輸出結果：

$ nslookup www.python.org server: 192.168.19.4 address: 192.168.19.4#53 non-authoritative answer: www.python.org canonical name = python.map.fastly.net. name: python.map.fastly.net address: 199.27.79.223

exit code: 0

process 之間肯定是需要通訊的，作業系統提供了很多機制來實現程序間的通訊。python 的 multiprocessing 模組包裝了底層的機制，提供了 queue、pipes 等多種方式來交換資料。

from multiprocessing import process, queue
import os, time, random
# 寫資料程序執行的**:
defwrite
(q):
print
('process to write: %s'
% os.getpid())
for value in
['a'
,'b'
,'c']:
print
('put %s to queue...'
% value)
q.put(value)
time.sleep(random.random())
# 讀資料程序執行的**:
defread
(q):
print
('process to read: %s'
% os.getpid())
while
true
: value = q.get(
true
)print
('get %s from queue.'
% value)
if __name__==
'__main__'
:# 父程序建立queue，並傳給各個子程序：
q = queue(
) pw = process(target=write, args=
(q,)
) pr = process(target=read, args=
(q,)
)# 啟動子程序pw，寫入:
pw.start(
)# 啟動子程序pr，讀取:
pr.start(
)# 等待pw結束:
pw.join(
)# pr程序裡是死迴圈，無法等待其結束，只能強行終止:
pr.terminate(
)

結果：

process to write: 50563 put a to queue... process to read: 50564 get a from queue. put b to queue... get b from queue. put c to queue...

get c from queue.

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