Python多进程通信Queue、Pipe、Value、Array实例

下面我详细讲解一下Python中多进程通信的四个工具：Queue、Pipe、Value和Array的使用方法。

1. Queue

Queue是Python的一个线程安全的队列，可以在多个进程间进行通信。特点是先进先出，可以放置任意类型的数据。

创建Queue

from multiprocessing import Queue

queue = Queue(maxsize=10)  # maxsize为队列的最大长度

Queue的基本操作

queue.put(item)  # 向队列中插入一个元素
queue.get()  # 从队列中取出一个元素
queue.put_nowait(item)  # 向队列中插入一个元素，若队列已满，则立即抛出异常
queue.get_nowait()  # 从队列中取出一个元素，若队列为空，则立即抛出异常
queue.empty()  # 判断队列是否为空
queue.full()  # 判断队列是否已满

Queue示例

from multiprocessing import Process, Queue

# 生产者
def producer(queue):
    for i in range(10):
        print(f'生产者生产了{i}号产品')
        queue.put(i)

# 消费者
def consumer(queue):
    while True:
        if not queue.empty():
            item = queue.get()
            print(f'消费者消费了{item}号产品')

if __name__ == '__main__':
    queue = Queue(maxsize=5)  # 创建队列
    # 创建生产者进程以及消费者进程
    p1 = Process(target=producer, args=(queue,))
    p2 = Process(target=consumer, args=(queue,))
    p1.start()
    p2.start()
    p1.join()
    p2.terminate()

2. Pipe

Pipe是Python中的一个双向管道，可以实现两个进程之间的通信。

创建Pipe

from multiprocessing import Pipe

conn1, conn2 = Pipe(duplex=True)  # duplex表示是否使用双向通信，默认为True

Pipe的基本操作

conn1.send(data)  # 往另外一个进程的Pipe中写入数据
conn2.recv()  # 从另外一个进程的Pipe中读取数据
conn1.recv()  # 从另外一个进程的Pipe中读取数据
conn2.send(data)  # 往另外一个进程的Pipe中写入数据

Pipe示例

from multiprocessing import Process, Pipe

# 子进程1
def recv(conn):
    print(f'子进程1接收到数据：{conn.recv()}')

# 子进程2
def send(conn):
    conn.send('hello, world!')

if __name__ == '__main__':
    conn1, conn2 = Pipe()  # 创建Pipe，即双向管道
    # 创建两个子进程1和子进程2
    p1 = Process(target=recv, args=(conn1,))
    p2 = Process(target=send, args=(conn2,))
    p1.start()
    p2.start()
    p1.join()
    p2.join()

3. Value

Value是Python中的一个进程共享变量，可以在多个进程间进行通信。

创建Value

from multiprocessing import Value

val = Value('i', 0)  # i表示数据类型，0为初始值

Value的基本操作

val.value  # 获取变量值
val.value = 10  # 修改变量值

Value示例

from multiprocessing import Process, Value

# 子进程1
def update(val):
    val.value += 5  # 修改val共享变量的值
    print(f'子进程1更新val共享变量，更新后的值为{val.value}')

# 子进程2
def read(val):
    print(f'子进程2读取val共享变量的值为{val.value}')

if __name__ == '__main__':
    val = Value('i', 0)  # 创建共享变量val
    # 创建两个子进程1和子进程2
    p1 = Process(target=update, args=(val,))
    p2 = Process(target=read, args=(val,))
    p1.start()
    p2.start()
    p1.join()
    p2.join()

4. Array

Array是Python中的一个进程共享数组，可以在多个进程间进行通信。

创建Array

from multiprocessing import Array

arr = Array('i', [1, 2, 3, 4, 5])  # i表示数据类型，[1,2,3,4,5]为初始值

Array的基本操作

arr[index]  # 获取数组指定下标的值
arr[index] = value  # 修改数组指定下标的值

Array示例

from multiprocessing import Process, Array

# 子进程1
def update(arr):
    for i in range(len(arr)):
        arr[i] += 1
    print(f'子进程1更新了共享数组，更新后的值为{arr[:]}')

# 子进程2
def read(arr):
    print(f'子进程2读取了共享数组的值为{arr[:]}')

if __name__ == '__main__':
    arr = Array('i', [1, 2, 3, 4, 5])  # 创建共享数组arr
    # 创建两个子进程1和子进程2
    p1 = Process(target=update, args=(arr,))
    p2 = Process(target=read, args=(arr,))
    p1.start()
    p2.start()
    p1.join()
    p2.join()

以上就是Python多进程通信中Queue、Pipe、Value、Array的详细介绍和使用方法，希望能对您有所帮助。