理解 Python 进程的 Fork 和 Spawn 区别
在 Python 中，创建子进程主要依赖于 multiprocessing 模块。两个重要的进程创建方法是 fork 和 spawn。本文将一步步指导你理解这两个方法的区别及其实现。
流程概述
为了理解 fork 和 spawn 的区别，我们可以将整个过程分为以下几个步骤：
| 步骤 | 准备工作 | fork代码 | spawn代码 |
|---|---|---|---|
| 1 | 导入模块 | import os |
import multiprocessing |
| 2 | 定义函数 | def worker(): |
def worker(): |
| 3 | 使用 fork 创建子进程 | pid = os.fork() |
process = multiprocessing.Process() |
| 4 | 处理进程结果 | if pid == 0: ... |
process.start() |
| 5 | 等待子进程结束 | os.wait() |
process.join() |
代码实现
1. Fork 方法
使用 fork 方法时，操作系统会在现有进程上进行复制，这是一个较为简单的创建进程方法。
import os # 导入操作系统模块
def worker(): # 定义子进程执行的函数
print(f"Worker process: {os.getpid()}") # 输出当前进程ID
if __name__ == "__main__":
pid = os.fork() # 创建子进程
if pid == 0: # 如果是子进程
worker() # 调用子进程函数
else: # 如果是父进程
os.wait() # 等待子进程结束
注释：
os.fork()：创建一个子进程。os.getpid()：获取当前进程的 ID。os.wait()：父进程等待子进程结束。
2. Spawn 方法
使用 spawn 方法的情况下，新的 Python 进程会在内存中完全重新创建。
import multiprocessing # 导入多处理模块
def worker(): # 定义子进程执行的函数
print(f"Worker process: {multiprocessing.current_process().pid}") # 输出当前进程ID
if __name__ == "__main__":
process = multiprocessing.Process(target=worker) # 创建子进程
process.start() # 启动子进程
process.join() # 等待子进程结束
注释：
multiprocessing.Process(target=worker)：指定子进程将执行的函数。process.start()：启动进程。process.join()：等待进程结束。
关键区别
- Fork 创建的子进程是父进程的拷贝，包括内存空间、文件描述符等，具有更低的开销。
- Spawn 则要求在创建新进程时，重启Python解释器，这意味着新进程不会继承父进程的内存状态。
数据展示
pie
title 进程创建方式占比
"Fork": 50
"Spawn": 50
sequenceDiagram
participant Parent as 父进程
participant Child as 子进程
Parent->>Child: 发送信号
Child->>Parent: 处理完成
Parent-->>Child: 等待
小结
通过上述介绍，我们了解到 fork 和 spawn 这两种进程创建方法各有特点。在创建子进程时选择合适的方法非常重要。希望本文通过示例代码和图示能够帮助你更好地理解这两种方法的运作机理。继续探索和实践，相信你会在 Python 开发的路上走得越来越远！
