python多进程编程-进程通信之Pipe

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玖叁叁

发布于 2023-04-21 09:02:18

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进程通信是多进程编程中的重要概念之一，因为多个进程需要协同工作，而进程之间必须要进行数据交互才能完成任务。Python提供了多种进程间通信方式，其中之一就是使用Pipe。

Pipe 简介

Pipe是Python中的一个双向管道，可以用于在两个进程之间传递数据。使用Pipe时，我们可以通过一端将数据发送给另一端，也可以从另一端接收数据。Python中的Pipe方法返回的是一个元组，其中包含了两个端点，每个端点都是一个Connection对象。

Pipe 实例

下面我们来看一个使用Pipe实现多进程通信的实例。假设我们有一个任务，需要对一个列表中的元素进行平方计算，而且我们想使用多进程来加快处理速度。下面的代码演示了如何使用Pipe来实现这个功能：

import multiprocessing

def worker(conn, data):
    for item in data:
        result = item * item
        conn.send(result)
    conn.close()

if __name__ == '__main__':
    data = [1, 2, 3, 4, 5]
    parent_conn, child_conn = multiprocessing.Pipe()
    p = multiprocessing.Process(target=worker, args=(child_conn, data))
    p.start()

    while True:
        try:
            result = parent_conn.recv()
            print(result)
        except EOFError:
            break

    p.join()

在这个示例中，我们创建了两个进程：一个主进程和一个子进程。主进程创建了一个Pipe，并将它的一个端点传递给子进程，这样子进程就可以将计算结果发送给主进程了。主进程通过recv()方法从管道中接收数据，并打印出来。注意，recv()方法是一个阻塞方法，所以主进程会一直等待子进程发送数据。

需要注意的是，Pipe是双向的，所以我们也可以在主进程中向子进程发送数据，只需要使用另一个端点就可以了。

import multiprocessing

def worker(conn, data):
    while True:
        try:
            item = conn.recv()
            result = item * item
            conn.send(result)
        except EOFError:
            break
    conn.close()

if __name__ == '__main__':
    data = [1, 2, 3, 4, 5]
    parent_conn, child_conn = multiprocessing.Pipe()
    p = multiprocessing.Process(target=worker, args=(child_conn, data))
    p.start()

    for item in data:
        parent_conn.send(item)
        result = parent_conn.recv()
        print(result)

    p.join()

在这个示例中，我们将每个元素发送给子进程，并从子进程接收计算结果。在这个过程中，主进程和子进程是相互协作的。需要注意的是，当数据发送完毕时，我们需要关闭管道。这可以通过在子进程中使用conn.close()方法来实现，也可以在主进程中使用parent_conn.close()方法来实现。同时，我们需要使用EOFError异常来检测管道是否关闭，以避免出现死锁。

Pipe 阻塞和非阻塞模式

默认情况下，Pipe是阻塞模式的，也就是说，当管道满了或者没有数据可读时，recv()方法会阻塞，直到有数据可读。同样地，当管道已经满了或者没有空间可写时，send()方法也会阻塞，直到有空间可写。这意味着，如果我们在程序中使用了Pipe，必须确保在发送和接收数据时，管道中有足够的空间可用，否则会出现死锁。

如果我们想要在使用Pipe时避免阻塞，可以将其设置为非阻塞模式。设置管道为非阻塞模式后，如果管道满了或者没有数据可读，recv()方法会立即返回一个IOError异常，而不是阻塞等待。同样地，如果管道已经满了或者没有空间可写，send()方法也会立即返回一个IOError异常。

设置管道为非阻塞模式非常简单，只需要在创建管道时，使用duplex=False参数即可：

parent_conn, child_conn = multiprocessing.Pipe(duplex=False)

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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