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Python

Why Python Multiprocessing
在 Python 中，单 CPU 使用是由全局解释器锁 (GIL) 引起的，它在任何给定时间只允许一个线程携带 Python 解释器。实现 GIL 是为了处理内存管理问题，但因此，Python 仅限于使用单个处理器。
模块的多处理允许程序员充分利用给定机器上的多个处理器。使用的 API 类似于经典的线程模块。它提供本地和远程并发。
多处理模块通过使用子进程而不是线程来避免全局解释器锁 (GIL) 的限制。多处理代码的执行顺序与串行代码不同。不能保证第一个创建的进程将是第一个完成的。

为什么多处理有用？

计算从 1 到 1000 的所有数字的最快方法是什么？

Python 一次只使用一个内核来工作。想想在解决一个简单的数学问题时做什么更快。
通过将结果一一相加，并以递增方式将总和相加（1+2=3、3+3=6,6+4=1000，依此类推）。一个核心正在处理这项任务。
预先将值拆分为单独的块，然后先将那里的值相加（1 到 300、301 到 600 和 601 到 1000）。三个核心将同时工作（最后一步是将收到的三个值相加）。

一个好的起点是了解 Python 中的多处理库是如何工作的。

你应该使用什么？

如果你的代码有很多 I/O 或网络使用：多线程是你最好的选择，因为它的开销很低
如果你有一个 GUI：多线程，这样你的 UI 线程就不会被锁定
如果您的代码受 CPU 限制：您应该使用多处理（如果您的机器有多个内核）

多处理示例

Multiprocessing 是一个使用类似于 threading 模块的 API 支持生成进程的包。
multiprocessing 包提供本地和远程并发，通过使用子进程而不是线程来有效地避开全局解释器锁。
因此，模块的多处理允许程序员充分利用给定机器上的多个处理器。它可以在 Unix 和 Windows 上运行。
这个使用 Pool 的数据并行的基本示例，

from multiprocessing import Pool

def f(x):
    return x*x

if __name__ == '__main__':
    with Pool(5) as p:
        print(p.map(f, [1, 2, 3]))

将打印到标准输出：

[1, 4, 9]

进程类

在多处理中，进程是通过创建一个 Process 对象然后调用它的 start() 方法来产生的。进程遵循threading.Thread的API。多进程程序的一个简单示例是

from multiprocessing import Process

def f(name):
    print('hello', name)

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=f, args=('bob',))
    p.start()
    p.join()

为了显示所涉及的各个进程 ID，这是一个扩展示例：

from multiprocessing import Process
import os

def info(title):
    print(title)
    print('module name:', __name__)
    print('parent process:', os.getppid())
    print('process id:', os.getpid())

def f(name):
    info('function f')
    print('hello', name)

if __name__ == '__main__':
    info('main line')
    p = Process(target=f, args=('bob',))
    p.start()
    p.join()

过程和例外：

run()：方法代表进程的活动。
start()：启动进程的活动。
join([timeout])：如果可选参数 timeout 为 None（默认值），则该方法将阻塞，直到调用该方法的 join() 的进程终止。
名称：进程的名称。该名称是一个仅用于识别目的的字符串。
is_alive()：返回进程是否存活。
terminate()：终止进程
kill()：与 terminate() 相同，但在 Unix 上使用 SIGKILL 信号。
close()：关闭 Process 对象，释放与之相关的所有资源。
异常 multiprocessing.ProcessError：所有多处理异常的基类。
异常 multiprocessing.BufferTooShort：当提供的缓冲区对象太小而无法读取消息时，Connection.recv_bytes_into() 会引发异常。
异常 multiprocessing.AuthenticationError：出现身份验证错误时引发
异常 multiprocessing.TimeoutError：超时到期时由具有超时的方法引发

管道和队列

当使用多个进程时，通常使用消息传递来进行进程之间的通信，并避免使用任何同步原语，如锁。
对于传递消息，可以使用 Pipe()（用于两个进程之间的连接）或队列（允许多个生产者和消费者）。

结论

如果没有多处理，Python 程序会因为 GIL（全局解释器锁）而无法最大化系统的规格。
多处理允许您创建可以同时运行的程序（绕过 GIL）并使用整个 CPU 内核。虽然它与线程库根本不同，但语法非常相似。多处理库为每个进程提供了自己的 Python 解释器和自己的 GIL。
因此，与线程相关的常见问题（例如数据损坏和死锁）不再是问题。由于进程不共享内存，因此它们不能同时修改相同的内存。

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原文：https://hiteshmishra708.medium.com/multiprocessing-in-python-c6735fa70f…

本文：https://jiagoushi.pro/node/1912