Python进程间通信代码详解

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学习完如何创建进程之后，我们可以通过多次调用的方式创建多个进程，那么每个进程之间的信息是怎么样的，它们又是如何进行通信的，它们能否直接共用一些资源呢，下面我们通过一个例子来了解一下。

from multiprocessing import Process
number = 100
def change():#为拟创建的子进程1提供方法
    print('子进程1开始运行')
    global number
    number += 10
    print('把number加10等于:%d'%number)
    print('子进程1结束')
def changes():#为拟创建的子进程2提供方法
    print('子进程2开始运行')
    global number
    number += 20
    print('把number加20等于:%d'%number)
    print('子进程2结束')
if __name__ == '__main__':
    process_one = Process(target=change)
    process_one.start()#启动进程
    process_one.join()#等待进程执行结束
    process_two = Process(target=changes)
    process_two.start()#启动进程
    process_two.join()#等待进程执行结束
    print('number最后为:%d'%number)

运行结果为：

子进程1开始运行
把number加10等于:110
子进程1结束
子进程2开始运行
把number加20等于:120
子进程2结束
number最后为:100

我们通过输出结果可以看出，即使他们共用的是一个资源number，但是都没有影响number的最终数值，也就是第一个使用过的资源并没有被用在第二个进程当中，资源没有共享，如果要实现进程间通信，Python在multiprocessing模块中提供了Queue、pipes等多种方法来进行数据的交换，我们下面来学习一下使用队列Queue来完成进程间的通信。

1. 队列

学过数据结构的同学一定对这个词不陌生，队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。

我们也可以通过生活中的排队机制来理解一下队列，当一座桥只能允许一辆车通过的时候，那么新到来的车只能排在队伍的末尾来通过这座桥，而队列中间的车是无法直接离开桥的，只有等排在队头的车通过了之后才能过桥。

如图：

进程间通信1

甲刚刚从队头出队，那么紧接着乙可以出队，后续的继续等待，当甲出队之后，戊可以准备入队。

2. 多进程队列

在Python中，multiprocessing模块中存在Queue类帮我们实现多进程之间的数据交互，初始化一个Queue对象的方式为：my_queue = Queue(count)，还有一些常用的方法：

Queue.qsize():返回队列中的信息数量。

Queue.empty():如果队列为空，则返回True，否则为false。由于多线程/多处理语义，这是不可靠的。

Queue.full():如果队列已满，则返回true，否则返回false。

Queue.put(obj[, block[, timeout]]):将obj放入队列中，如果可选参数块为True（默认值），超时为None（默认值），则必要时阻塞，直到空闲插槽可用为止。如果超时为正数，则为b 锁定最多超时秒并提高队列。

Queue.get([block[, timeout]]) :从队列中移除并返回一个项。如果可选args块为True （默认值），超时为None（默认值）。

还有更多的用法大家可以在Python文档中去进一步了解。

进程间通信2

下面我们通过一个例子来实现多进程队列的通信，假设有一个停车场，有停车和开走车两个操作，下面我们要在程序中写两个子进程，其中一个进程往进程中停放车辆，另外一个子进程把车辆开出去，代码如下：

from multiprocessing import Process,Queue
import time
import datetime
#往停车场中停入车辆
def park(x):
    if not x.full():
        for i in range(5):
            car = '车辆'+str(i)
            x.put(car)
            print('停入：%s 时间:%s'%(car,datetime.datetime.now()))
#开走车辆
def drive(x):
    time.sleep(2)#休眠2s
    while not x.empty():
        print('开走：%s时间:%s'%(x.get(True,3),datetime.datetime.now()))
if __name__ == '__main__':
    x = Queue()#创建一个队列
    p = Process(target=park,args=(x,))#创建一个进程，并放入队列中
    d = Process(target=drive,args=(x,))#创建一个进程，并放入队列中
    p.start()#启动
    d.start()#启动
    p.join()
    d.join()

输出结果如下：

停入：车辆0     时间:2020-02-10 10:48:01.290038
停入：车辆1     时间:2020-02-10 10:48:01.290038
停入：车辆2     时间:2020-02-10 10:48:01.290038
停入：车辆3     时间:2020-02-10 10:48:01.291037
停入：车辆4     时间:2020-02-10 10:48:01.291037
开走：车辆0     时间:2020-02-10 10:48:03.292486
开走：车辆1     时间:2020-02-10 10:48:03.292486
开走：车辆2     时间:2020-02-10 10:48:03.292486
开走：车辆3     时间:2020-02-10 10:48:03.292486
开走：车辆4     时间:2020-02-10 10:48:03.292486