Python进程间通信 Python进程间通信
进程间通信（IPC）
1.必要性： 进程间空间独立，资源不共享，此时在需要进程间数据传输时就需要特定的手段进行数据通信。
2.常用进程间通信方法：管道通信、消息队列、共享内存、信号量
管道通信(Pipe)
1.通信原理：在内存中开辟管道空间，生成管道操作对象，多个进程使用同一个管道对象进行读写即可实现通信
2.实现方法
from multiprocessing import Pipe
fd1,fd2 = Pipe(duplex = True)
- 功能: 创建管道
- 参数：默认表示双向管道
- 如果为False 表示单向管道
- 返回值：表示管道两端的读写对象
- 如果是双向管道均可读写
- 如果是单向管道fd1只读 fd2只写
fd.recv()
- 功能 ： 从管道获取内容
- 返回值：获取到的数据
fd.send(data)
- 功能： 向管道写入内容
- 参数： 要写入的数据
管道通信示例
消息队列
1.通信原理：在内存中建立队列模型，进程通过队列将消息存入，或者从队列取出完成进程间通信。
2.实现方法
from multiprocessing import Queue
q = Queue(maxsize=0)
- 功能: 创建队列对象
- 参数：最多存放消息个数
- 返回值：队列对象
q.put(data,[block,timeout])
- 功能：向队列存入消息
- 参数：data 要存入的内容
- block 设置是否阻塞 False为非阻塞
- timeout 超时检测
q.get([block,timeout])
- 功能：从队列取出消息
- 参数：block 设置是否阻塞 False为非阻塞
- timeout 超时检测
- 返回值： 返回获取到的内容
q.full() 判断队列是否为满
q.empty() 判断队列是否为空
q.qsize() 获取队列中消息个数
q.close() 关闭队列
消息队列演示
共享内存
1.通信原理：在内中开辟一块空间，进程可以写入内容和读取内容完成通信，但是每次写入内容会覆盖之前内容。
2.实现方法
from multiprocessing import Value,Array
obj = Value(ctype,data)
- 功能 ： 开辟共享内存
- 参数 ： ctype 表示共享内存空间类型 'i' 'f' 'c'
- data 共享内存空间初始数据
- 返回值：共享内存对象
obj.value
- 对该属性的修改查看即对共享内存读写
obj = Array(ctype,data)
- 功能： 开辟共享内存空间
- 参数： ctype 表示共享内存数据类型
- data 整数则表示开辟空间的大小，其他数据类型表示开辟空间存放的初始化数据
- 返回值：共享内存对象
Array共享内存读写： 通过遍历obj可以得到每个值，直接可以通过索引序号修改任意值。
* 可以使用obj.value直接打印共享内存中的字节串
value
array
多进程和多线程总结
1.什么是进程？什么是线程？
进程是表示资源分配的基本单位，又是调度运行的基本单位。
例如，用户运行自己的程序，系统就创建一个进程，并为它分配资源，
包括各种表格、内存空间、磁盘空间、I/O设备等。然后，把该进程放
人进程的就绪队列。进程调度程序选中它，为它分配CPU以及其它有关资源，该进程才真正运行。
线程是进程中执行运算的最小单位，如果把进程理解为在逻辑上操作系统所完成的任务，
那么线程表示完成该任务的许多可能的子任务之一。例如，假设用户启子任务；在产生
工资单报表的过程中，用户又可以输人数据库查询请求，这又是一个子任务。
多线程就像是火车上的每节车厢，而进程就是火车。
2.多进程和多线程的区别？
- 数据共享、同步：
1). 数据共享复杂，需要用IPC；数据是分开的，同步简单
2). 因为共享进程数据，数据共享简单，但也是因为这个原因导致同步复杂
各有优势 - 内存、CPU
1). 占用内存多，切换复杂，CPU利用率低
2). 占用内存少，切换简单，CPU利用率高
线程占优 - 创建销毁、切换
1). 创建销毁、切换复杂，速度慢
2). 创建销毁、切换简单，速度很快
线程占优 - 编程、调试
1). 编程简单，调试简单
2). 编程复杂，调试复杂
进程占优 - 可靠性
1). 进程间不会互相影响
2). 一个线程挂掉将导致整个进程挂掉
进程占优 - 分布式
1). 适应于多核、多机分布式；如果一台机器不够，扩展到多台机器比较简单
2). 适应于多核分布式
进程占优
3.进程之间的通信方式以及优缺点？
管道， 信号量， 信号， 消息队列， 共享内存， 套接字
4.线程之间的通信方式？
锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁
信号量机制(Semaphore)
信号机制(Signal)
5.什么时候用多线程?什么时候用多进程？
1）需要频繁创建销毁的优先用线程
2）需要进行大量计算的优先使用进程
3）可能要扩展到多机分布的用进程，多核分布的用线程