Python 多进程间共享内存

在多进程编程中,通常需要在不同进程间共享数据。Python提供了multiprocessing模块来支持多进程编程,并且在多进程间共享内存也变得非常容易。在本文中,我们将介绍如何在Python中实现多进程间共享内存,并给出相应的代码示例。

多进程间共享内存实现

在Python中,我们可以使用multiprocessing模块的ValueArray类来实现多进程间共享内存。Value类用于共享单个值,而Array类用于共享数组。

使用Value

以下是一个使用Value类的示例代码,实现了在两个进程间共享一个整数值:

import multiprocessing

def square_value(val):
    val.value = val.value ** 2

if __name__ == '__main__':
    shared_val = multiprocessing.Value('i', 5)

    p1 = multiprocessing.Process(target=square_value, args=(shared_val,))
    p2 = multiprocessing.Process(target=square_value, args=(shared_val,))

    p1.start()
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()

    print(shared_val.value) # 输出: 25

在该示例中,我们创建了一个Value对象shared_val,并将其初始值设为5。然后分别启动两个进程p1p2,这两个进程会同时对shared_val的值进行平方操作。最后输出shared_val的值,结果为25。

使用Array

以下是一个使用Array类的示例代码,实现了在两个进程间共享一个数组:

import multiprocessing

def add_ten(arr):
    for i in range(len(arr)):
        arr[i] += 10

if __name__ == '__main__':
    shared_arr = multiprocessing.Array('i', [1, 2, 3, 4, 5])

    p1 = multiprocessing.Process(target=add_ten, args=(shared_arr,))
    p2 = multiprocessing.Process(target=add_ten, args=(shared_arr,))

    p1.start()
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()

    print(shared_arr[:]) # 输出: [11, 12, 13, 14, 15]

在该示例中,我们创建了一个Array对象shared_arr,并将其初始值设为[1, 2, 3, 4, 5]。然后分别启动两个进程p1p2,这两个进程会同时对shared_arr中的每个元素加上10。最后输出shared_arr的值,结果为[11, 12, 13, 14, 15]

甘特图

下面是一个使用mermaid语法绘制的甘特图,展示了上述两个示例代码中两个进程的执行情况:

gantt
    title 多进程间共享内存示例甘特图

    section 示例1
    p1: active, 0, 1
    p2: active, 0, 1

    section 示例2
    p1: active, 0, 1
    p2: active, 0, 1

类图

下面是一个使用mermaid语法绘制的类图,展示了ValueArray类的关系:

classDiagram
    class Value{
        - typecode
        - value
    }

    class Array{
        - typecode
        - size
    }

    Value <|-- Array

结论

通过multiprocessing模块中的ValueArray类,我们可以在Python中实现多进程间共享内存,从而方便地在不同进程间共享数据。在实际开发中,我们可以根据需要选择合适的方式来实现多进程间共享内存,以提高程序的并发处理能力。希望本文对您了解Python多进程间共享内存有所帮助。