python學習筆記——多進程中共用記憶體Value & Array

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1 共用記憶體

基本特點：

（1）共用記憶體是一種最為高效的處理序間通訊方式，進程可以直接讀寫記憶體，而不需要任何資料的拷貝。

（2）為了在多個進程間交換資訊，核心專門留出了一塊記憶體區，可以由需要訪問的進程將其映射到自己的私人地址空間。進程就可以直接讀寫這一塊記憶體而不需要進行資料的拷貝，從而大大提高效率。（檔案對應）

（3）由於多個進程共用一段記憶體，因此也需要依靠某種同步機制。

優缺點：

優點：快速在進程間傳遞資料

缺點： 資料安全上存在風險，記憶體中的內容會被其他進程覆蓋或 者篡改

註： 經常和同步互斥配合使用

2 基本文法

共用記憶體要符合C語言的使用文法

 from multiprocessing import Value , Array 

Value：將一個值存放在記憶體中，

Array：將多個資料存放在記憶體中，但要求資料類型一致

 

補充：資料類型

Type code	C Type	Python Type	Minimum size in bytes	Notes
‘b‘	signed char	int	1
‘B‘	unsigned char	int	1
‘u‘	Py_UNICODE	Unicode character	2	(1)
‘h‘	signed short	int	2
‘H‘	unsigned short	int	2
‘i‘	signed int	int	2
‘I‘	unsigned int	int	2
‘l‘	signed long	int	4
‘L‘	unsigned long	int	4
‘q‘	signed long long	int	8	(2)
‘Q‘	unsigned long long	int	8	(2)
‘f‘	float	float	4
‘d‘	double	float	8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

具體參考：8.7. array — Efficient arrays of numeric values

2.1 Value

 Value(typecode_or_type, *args, lock=True)  

功能 ： 得到一個共用記憶體對象，並且存入初始值，method of multiprocessing

返回Returns a synchronized shared object（同步共用對象）

typecode_or_type：定義了傳回型別（轉換成C語言中儲存類型），它要麼是一個ctypes類型，要麼是一個代表ctypes類型的code。

*args：開闢一個空間，並賦一個args值，值得類型不限

註：ctypes是python的一個外部函數庫，它提供了和C語言相容的資料類型，可以調用DLLs或共用庫的函數，能被用作在python中包裹這些庫。

from multiprocessing import Process,Valueimport timeimport randomdef save_money(money):    for i in range(100):        time.sleep(0.1)        money.value += random.randint(1,200)def take_money(money):    for i in range(100):        time.sleep(0.1)        money.value -= random.randint(1,150)# money為共用記憶體對象,給他一個初始值2000，類型為正型“i”# 相當於開闢了一個空間，同時綁定值2000，money = Value(‘i‘,2000)d = Process(target=save_money,args=(money,))#這裡面money是全域的，不寫也可d.start()w = Process(target=take_money,args=(money,))#這裡面money是全域的，不寫也可w.start()d.join()w.join()print(money.value)

運行 4491

2.2 Array

 Array(typecode_or_type, size_or_initializer, *, lock=True) 

使用基本類似於Value，Returns a synchronized shared array

typecode_or_type：定義轉換成C語言的儲存類型；

size_or_initializer：初始化共用記憶體空間，

若為數字，表示開闢的共用記憶體中的空間大小，（Value表示為該空間綁定一個數值）

若為數組，表示在共用記憶體中存入數組

from multiprocessing import Process,Arraydef fun(m,n):    for i in range(n):        print(m[i])# 此處不表數字8類型為整型‘i‘;# 表示開闢8個空間,且均為整型i，其實就是一個列表m = Array(‘i‘,3)p = Process(target= fun,args=(m,4))p.start()p.join()

運行

0 0 0Process Process-1:....IndexError: invalid index

說明：三個0表示開闢的共用記憶體容量為3，當再超過3時就會報錯。

 

樣本2

from multiprocessing import Process,Arrayimport timedef fun(m,n):    for i in range(n):        m[i]=im = Array(‘i‘,5)p = Process(target= fun,args=(m,5))p.start()time.sleep(1)for i in m:    print(i)p.join()

運行結果

0 1 2 3 4

如果將 time.sleep(1) 去掉，則輸出結果均為0，原因就是還未賦值就已經列印了。

from multiprocessing import Process,Arrayimport timedef fun(m,n):    for i in range(n):        print(m[i])        m[i]=i# 此處表示開闢5個空間，同時存入列表中的元素m = Array(‘i‘,[1,2,3,4,5])p = Process(target= fun,args=(m,5))p.start()time.sleep(1)for i in m:    print(i)p.join()

運行

1 2 3 4 50 1 2 3 4

第二個參數如果傳入一個數字，則表示在共用記憶體中開闢多大的空間，

如果傳入的是列表，則開闢響應元素數量的共用空間容量，並將其直接存入共用空間

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