Python多進程,同步互斥,信號量,鎖補充上一篇文章

 

進程補充進程間的信號信號量（信號燈）進程的同步互斥Event事件Lock 鎖

進程補充

進程間的信號

信號是惟一的異步通訊方法

一個進程向另外一個進程發送一個信號來傳遞某種信息，接受者根據傳遞的信息來作相應的事

$ kill -l查看系統信號說明

$ kill -9 pid號對進程發送信號

信號名稱	說明
1) SIGHUP	鏈接斷開
2) SIGINT	ctrl+c
3) SIGQUIT	ctrl+\
20) SIGTSTP	ctrl+z
9) SIGKILL	終止進程
19) SIGSTOP	暫停進程
26) SIGVTALRM	時鐘信號
17) SIGCHLD	子進程退出時給父進程發的信號

在Python中import signal能夠獲取信號

• os.kill(pid, sig)

  • 功能：發送信號

  • 參數

    • pid：要發送信號的PID號
    • sig ：信號名稱
    

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

 
  
import os
import signal
os.kill(12345,signal.SIGKILL) #殺死進程

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• signal.alarm(time)

  我的理解：把發送信號的信息告知系統內核，應用層程序繼續運行，時間到以後利用內核告知應用層程序進行處理

• 功能：非阻塞函數，向自身進程發送一個時鐘信號
• 參數：time->整型時間秒

•  
    
    import signal
    import time
    signal.alarm(3)#3秒後向自身發送一個時鐘信號
    while True:
        time.sleep(1)
        print("等待時鐘信號")
        
    '''打印結果
    等待時鐘信號
    等待時鐘信號
    鬧鐘
    '''        

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    signal.alarm(3)#3秒後向自身發送一個時鐘信號
    time.sleep(2)
    signal.alarm(5)#進程只有一個時鐘信號，第二個會覆蓋上面的時鐘信號
    while True:
        time.sleep(1)
        print("等待時鐘信號")
        
    '''打印結果
    等待時鐘信號
    等待時鐘信號
    等待時鐘信號
    等待時鐘信號
    鬧鐘
    '''

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• signal.pause()

• 功能：阻塞進程，而後等待信號
• signal.signal(signum, handler)

• 功能：處理信號
• 參數

• signum：要處理的信號

  • handler：信號的處理方法

    • SIG_DFL表示使用默認方法處理

    • SIG_IGN表示忽略這個信號

    • function表示傳入一個函數，用指定的函數處理

      • def function(sig, frame)

        sig：捕獲到的信號

        frame：信號對象

View

  import signal
  from time import sleep
  
  signal.alarm(5)  # 5秒後向自身發送一個時鐘信號
  # 使用信號的默認方法處理
  # signal.signal(signal.SIGALRM,signal.SIG_DFL)    
  # 忽略時鐘信號
  # signal.signal(signal.SIGALRM,signal.SIG_IGN)
  # 忽略Ctrl+c信號
  # signal.signal(signal.SIGINT,signal.SIG_IGN)
  while True:
      sleep(2)
      print("等待時鐘...")

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  # 使用自定義函數處理信號
  import signal
  from time import sleep
  
  def fun1(sig, frame):
      if sig == signal.SIGALRM :
          print("接收到時鐘信號")
      elif sig == signal.SIGINT :
          print("ctrl+c就不結束")
  
  signal.alarm(5)  # 5秒後向自身發送一個時鐘信號
  # 使用自定義函數處理信號
  # 處理時鐘信號
  signal.signal(signal.SIGALRM,fun1)    
  # 處理ctrl+c信號
  signal.signal(signal.SIGINT,fun1)
  
  while True:
      print("等待")
      sleep(2)
      
  '''打印結果
  等待
  等待
  等待
  接收到時鐘信號
  等待
  ...
  '''   

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信號量（信號燈）

原理：給定一個數量對多個進程可見，且多個進程均可以操做，進程能夠對數量多少的判斷執行各自的行爲

from multiprocessing import Semaphore

• sem = Semaphore(num)

  • 功能：建立信號量
  • 參數：信號量的初始值
  • 返回值：信號量的對象

• sem.get_value()：獲取信號量的值

• sem.acquire()：將信號量 -1，當信號爲0時會阻塞

• sem.release()：將信號量 +1

  

from multiprocessing import Semaphore, Process
# 建立信號量對象
sem = Semaphore(num)
def fun():
    print("進程%d等待信號量"%os.getpid())
    # 消耗一個信號量
    sem.acquire()
    print("進程%d消耗信號量"%os.getpid())
    # 添加一個信號量
    sem.release()
    print("進程%d添加信號量"%os.getpid())

jobs = []
for i in range(4):
    p = Process(target = 4)
    jobs.append(p)
    p.start()
for i in jobs:
    i.join()
print(sem.get_value())

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進程的同步互斥

臨界資源：多個進程或者線程都能操做的共享資源

臨界區：操做臨界區資源的代碼段

同步：同步是一種合做關係，爲完成某個任務，多進程或者多線程之間造成的一種協調關係

互斥：互斥是一種制約關係，

Event事件

from multiprocessing import Event

• e = Event()：建立一個事件對象
• e.wait([timeout])：設置事件阻塞
• e.set()：事件設置，當事件被設置後e.wait()再也不阻塞，等於釋放資源區
• e.clear()：清除設置，當事件被設置e.clear()後，e.wait()又會阻塞，阻塞資源區
• e.is_set()：事件狀態判斷，判斷事件是否處於被設置的狀態

  

 

from multiprocessing import Event
# 建立事件對象
e = Event()
# 查看
print(e.is_set())        # False
e.set()
print(e.is_set())        # True
e.wait(3)
print(e.is_set())        # True
e.clear()
print(e.is_set())        # False

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from multiprocessing import Event,Process
from time import sleep

def wait_event1():
    print("1想操做臨界區資源")
    e.wait()
    print("1開始操做臨界區資源",e.is_set())
    with open("file") as f:
        print(f.read())
def wait_event2():
    print("2也想操做臨界區資源")
    # 超時3秒檢測
    e.wait(3)
    # 判斷是否被設置
    if e.is_set():
        print("2開始操做臨界區資源",e.is_set())
        with open("file") as f:
            print(f.read())
    else:
        print("2不能操做")       

# 建立事件對象
e = Event()
p1 = Process(target = wait_event1)
p2 = Process(target = wait_event2)
p1.start()
p2.start()
print("主進程操做")
with open("file",'w') as f:
    f.write("HELLO WORD")

# 延遲4秒釋放臨界區
sleep(4)
# 釋放臨界區資源
e.set()
print("釋放臨界區")
p1.join()
p2.join()

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Lock 鎖

from multiprocessing import Lock

• lock = Lock()：建立一個鎖對象
• lock.acquire()：上鎖，若是已是上鎖狀態，調用此函數會阻塞
• lock.release()：解鎖

  

from multiprocessing import Lock,Process
import sys
def writer1():
    # 上鎖
    lock.acquire()
    for i in range(20):
        sys.stdout.write("writer1111\n")
    # 解鎖
    lock.release() 
def writer2():
    # 上鎖
    lock.acquire()
    for i in range(20):
        sys.stdout.write("writer2222\n")
    # 解鎖
    lock.release()
lock = Lock()

w1 = Process(target = writer1)
w2 = Process(target = writer2)

w1.start()
w2.start()
w1.join()
w2.join()

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第二種方法

使用with語句上鎖，with語句執行完畢後會自動解

with lock:
    .....
    .....