进程池和multiprocess.Pool模块

一、为什么要有进程池

　　首先，创建进程需要消耗时间，销毁进程也需要时间。其次，即使开启了成千上万的进程，操作系统也不能让它们同时执行，这样反而会影响程序的效率。因此我们不能无限制的根据任务开启或者结束进程。

进程池：定义了一个池子，在里面放上固定数量的进程，有需求来了，就拿这个池中的一个进程来处理任务，等到处理完毕，进程并不关闭，而是将进程再放回进程池中继续等待认为。如果有许多任务需要执行，池中的进程数量不够，任务就要等待之前的进程执行任务完毕归来，拿到空闲进程才能继续执行。

总结：也就是说，池中进程的数量是固定的，那么同一时间最多有固定数量的进程再运行。这样 不会增加操作系统的调度难度，还节省了开闭进程的时间，也一定程度上能够实现并发效果。

二、进程池和多进程效率对比

import os
import time
import random
from multiprocessing import Pool
from multiprocessing import Process
def func(i):
    i += 1
if __name__ == '__main__':
    p = Pool(5)          # 创建了5个进程
    start = time.time()
    p.map(func,range(1000))  
    p.close()   # 是不允许再向进程池中添加任务
    p.join()
    print(time.time() - start)  # 0.35544490814208984
    start = time.time()
    l = []
    for i in range(1000):
        p = Process(target=func,args=(i,))  # 创建了一百个进程
        p.start()
        l.append(p)
    [i.join() for i in l]
    print(time.time() - start)  #  101.00088691711426

import os,time
from multiprocessing import Pool

def work(n):
    print('%s run' %os.getpid())
    time.sleep(3)
    return n**2

if __name__ == '__main__':
    p=Pool(3) #进程池中从无到有创建三个进程,以后一直是这三个进程在执行任务
    res_l=[]
    for i in range(10):
        res=p.apply(work,args=(i,)) # 同步调用，直到本次任务执行完毕拿到res，等待任务work执行的过程中可能有阻塞也可能没有阻塞
                                    # 但不管该任务是否存在阻塞，同步调用都会在原地等着
    print(res_l)

进程池的同步调用

import os
import time
import random
from multiprocessing import Pool

def work(n):
    print('%s run' %os.getpid())
    time.sleep(random.random())
    return n**2

if __name__ == '__main__':
    p=Pool(3) #进程池中从无到有创建三个进程,以后一直是这三个进程在执行任务
    res_l=[]
    for i in range(10):
        res=p.apply_async(work,args=(i,)) # 异步运行，根据进程池中有的进程数，每次最多3个子进程在异步执行
                                          # 返回结果之后，将结果放入列表，归还进程，之后再执行新的任务
                                          # 需要注意的是，进程池中的三个进程不会同时开启或者同时结束
                                          # 而是执行完一个就释放一个进程，这个进程就去接收新的任务。
        res_l.append(res)

    # 异步apply_async用法：如果使用异步提交的任务，主进程需要使用jion，等待进程池内任务都处理完，然后可以用get收集结果
    # 否则，主进程结束，进程池可能还没来得及执行，也就跟着一起结束了
    p.close()
    p.join()
    for res in res_l:
        print(res.get()) #使用get来获取apply_aync的结果,如果是apply,则没有get方法,因为apply是同步执行,立刻获取结果,也根本无需get

进程池的异步调用

通过进程池利用socket实现并发聊天

#Pool内的进程数默认是cpu核数，假设为4（查看方法os.cpu_count()）
#开启6个客户端，会发现2个客户端处于等待状态
#在每个进程内查看pid，会发现pid使用为4个，即多个客户端公用4个进程
from socket import *
from multiprocessing import Pool
import os

server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
server.bind(('127.0.0.1',8080))
server.listen(5)

def talk(conn):
    print('进程pid: %s' %os.getpid())
    while True:
        try:
            msg=conn.recv(1024)
            if not msg:break
            conn.send(msg.upper())
        except Exception:
            break

if __name__ == '__main__':
    p=Pool(4)
    while True:
        conn,*_=server.accept()
        p.apply_async(talk,args=(conn,))
        # p.apply(talk,args=(conn,client_addr)) #同步的话，则同一时间只有一个客户端能访问

server端

from socket import *
client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1',8080))
while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue
    client.send(msg.encode('utf-8'))
    msg=client.recv(1024)
    print(msg.decode('utf-8'))

client端

import os
import time
from multiprocessing import Pool
# 参数 概念 回调函数
def func(i):    # 多进程中的io多，
    print('子进程%s:%s'%(i,os.getpid()))
    return i*'*'

def call(arg):   # 回调函数是在主进程中完成的，不能传参数，只能接受多进程中函数的返回值
    print('回调 ：',os.getpid())
    print(arg)

if __name__ == '__main__':
    print('---->',os.getpid())
    p = Pool(5)
    for i in range(10):
        p.apply_async(func,args=(i,),callback=call)
    p.close()
    p.join()

回调函数

如果在主进程中等待进程池中所有任务都执行完毕后，再统一处理结果，则无需回调函数。

from multiprocessing import Pool
import time,random,os

def work(n):
    time.sleep(1)
    return n**2
if __name__ == '__main__':
    p=Pool()

    res_l=[]
    for i in range(10):
        res=p.apply_async(work,args=(i,))
        res_l.append(res)

    p.close()
    p.join() #等待进程池中所有进程执行完毕

    nums=[]
    for res in res_l:
        nums.append(res.get()) #拿到所有结果
    print(nums) #主进程拿到所有的处理结果,可以在主进程中进行统一进行处理

无需回调函数