Python多进程fork()函数详解

进程

进程是程序的一次动态执行过程,它对应了从代码加载、执行到执行完毕的一个完整过程。进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。进程是由代码(堆栈段)、数据(数据段)、内核状态和一组寄存器组成。

在多任务操作系统中,通过运行多个进程来并发地执行多个任务。由于每个线程都是一个能独立执行自身指令的不同控制流,因此一个包含多个线程的进程也能够实现进程内多任务的并发执行。

进程是一个内核级的实体,进程结构的所有成分都在内核空间中,一个用户程序不能直接访问这些数据。

进程的状态:

创建、准备、运行、阻塞、结束。

进程间的通信方式可以有:

文件

管道

socket

信号

信号量

共享内存

要让Python程序实现多进程(multiprocessing),必须先了解操作系统的相关知识。

在Unix/Linux操作系统提供了一个fork()函数,它非常特殊,调用一次,返回两次,因为操作系统将当前的进程(父进程)复制了一份(子进程),然后分别在父进程和子进程内返回。

Python中的进程

os.fork()
subprocess
processing
multiprocessing
fork()函数
函数原型:
Help on built-in function fork in module posix:
fork(...)
fork() -> pid
Fork a child process.
Return 0 to child process and PID of child to parent process.

从fork()函数原型来看,它也属于一个内建函数。

子进程永远返回0,而父进程返回子进程的ID。这样做的理由是,一个父进程可以fork()出很多子进程,所以,父进程要记下每个子进程的ID,而子进程只需要调用getppid()就可以拿到父进程的ID。

Python的进程函数fork()是在os模块,下面是一个关于进程的例子:

import os
print os.getpid() #获取子进程的进程号
pid = os.fork()
if pid == 0 :
print 'I am child process (%s) and my parent is %s.' % (os.getpid(), os.getppid())
else :
print 'I (%s) just created a child process (%s).' % (os.getpid(), pid)
执行结果:
1526
I (1526) just created a child process (1527).
I am child process (1527) and my parent is 1526.

有了fork调用,一个进程在接到新的任务时,就可以复制出一个子进程来处理新任务。常见的Apache服务器就是由父进程监听端口,一旦有新的http请求时,就fork出子进程来处理新的http请求。

再看一个例子:

#coding=utf-8
import os
os.fork()
print 1
执行结果:
1
1

程序中,父进程中创建了一个子进程,子进程运行打印了一个1,回到父进程又打印了一个1,所以结果是打印了2个1。

需要注意的是,上面创建进程的函数都是Unix/Linux下的,Windows下是没有的,那在Windows下又使用什么实现多进程呢?

由于Python是跨平台的,自然也应该提供一个跨平台的多进程支持。multiprocessing模块就是跨平台版本的多进程模块, 支持子进程、通信和共享数据、执行不同形式的同步。

multiprocessing模块提供了一个Process类来创建一个新的进程对象。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对码农之家的支持。如果你想了解更多相关内容请查看下面相关链接

python os.fork() 循环输出方法

先看下面这段代码:

import os
def main():
for i in range(0, 2):
os.fork()
print 'Hello'
if __name__ == '__main__':
main()
猜测一下,会输出几行Hello。
答案是:
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello
Hello

6行!为什么呢?

首先,你要明白os.fork()创建的子进程会接着下一行代码继续执行,它有返回值,返回值可以为0表示子进程或者大于0表示父进程pid,os.getpid()返回的是当前进程的pid,那么我们再改改输出来看得更直观一些吧:

import os
def main():
for i in range(0, 2):
pid = os.fork()
print "Hello", i, os.getpid(), pid
if __name__ == '__main__':
main()
输出是这样的:
Hello 0 9760 9761
Hello 0 9761 0
Hello 1 9760 9762
Hello 1 9762 0
Hello 1 9761 9763
Hello 1 9763 0

这就很容易解释了:

第一轮循环,父进程创建了一个子进程P1然后打印,子进程P1接着下面的代码运行,打印。之后进入第二轮循环;

第二轮循环,父进程创建了一个子进程P2然后打印,子进程P2接着下面的代码运行,打印。子进程P1再创建了一个子进程P12然后打印,子进程P12接着下面的代码运行,打印。之后循环结束,共打印六次。

如果进行3轮循环打印多少次呢,答案是14次,读者可以自行验证一下。