使用Dataframe进行多处理和队列

时间:2015-08-05 14:41:20

标签: python pandas queue multiprocessing python-multiprocessing

通过队列在两个进程之间交换对象(数据帧)时遇到了一些麻烦。

第一个进程从队列中获取数据,然后将数据放入队列中。 put-process更快,因此get-process应该通过读取所有对象来清除队列。

我有一些奇怪的行为,因为我的代码完美且按预期工作,但只有数据帧中的100行,对于1000行,get-process总是只占用一个对象。

import multiprocessing, time, sys
import pandas as pd

NR_ROWS = 1000
i = 0
def getDf():
    global i, NR_ROWS
    myheader = ["name", "test2", "test3"]                
    myrow1 =   [ i,  i+400, i+250]
    df = pd.DataFrame([myrow1]*NR_ROWS, columns = myheader)
    i = i+1
    return df 


def f_put(q):
    print "f_put start"        

    while(1): 
        data = getDf()                
        q.put(data)
        print "P:", data["name"].iloc[0]         
        sys.stdout.flush()                    
        time.sleep(1.55)


def f_get(q):
    print "f_get start"    

    while(1):     
        data = pd.DataFrame()

        while not q.empty():
            data = q.get()
            print "get"

        if not data.empty:
            print "G:", data["name"].iloc[0] 
        else:
            print "nothing new"                       
        time.sleep(5.9)


if __name__ == "__main__":

    q = multiprocessing.Queue()

    p = multiprocessing.Process(target=f_put, args=(q,))            
    p.start()
    while(1):
        f_get(q)

    p.join()

输出100rows数据帧,get-process获取所有对象

f_get start
nothing new
f_put start
P: 0        # put 1.object into the queue
P: 1        # put 2.object into the queue
P: 2        # put 3.object into the queue
P: 3        # put 4.object into the queue
get         # get-process takes all 4 objects from the queue
get
get
get
G: 3
P: 4
P: 5
P: 6
get
get
get
G: 6
P: 7
P: 8

1000rows数据帧的输出,get-process只接受一个对象。

f_get start
nothing new
f_put start
P: 0        # put 1.object into the queue
P: 1        # put 2.object into the queue
P: 2        # put 3.object into the queue
P: 3        # put 4.object into the queue
get     <-- #!!! get-process takes ONLY 1 object from the queue!!!
G: 1
P: 4
P: 5
P: 6
get
G: 2
P: 7
P: 8
P: 9
P: 10
get
G: 3
P: 11

知道我做错了什么,以及如何通过更大的数据帧?

1 个答案:

答案 0 :(得分:4)

冒着不能完全提供功能完整的例子,这就是出了什么问题。

首先,它是一个时间问题。

我使用较大的DataFrame(10000甚至100000)再次尝试使用您的代码,我开始看到与您相同的事情。这意味着只要数组的大小超过某个阈值(系统(CPU?)),就会看到此行为。

我稍微修改了你的代码,以便更容易看到会发生什么。首先,5 DataFrames put进入队列而没有任何自定义time.sleep。在f_get函数中,我向循环(time.sleep(0))添加了一个计数器(以及while not q.empty(),见下文)。

新代码:

import multiprocessing, time, sys                                                 
import pandas as pd                                                              

NR_ROWS = 10000                                                                  
i = 0                                                                            
def getDf():                                                                     
    global i, NR_ROWS                                                            
    myheader = ["name", "test2", "test3"]                                        
    myrow1 =   [ i,  i+400, i+250]                                               
    df = pd.DataFrame([myrow1]*NR_ROWS, columns = myheader)                      
    i = i+1                                                                      
    return df                                                                    

def f_put(q):                                                                    
    print "f_put start"                                                          
    j = 0                                                                        
    while(j < 5):                                                                
        data = getDf()                                                           
        q.put(data)                                                              
        print "P:", data["name"].iloc[0]                                         
        sys.stdout.flush()                                                       
        j += 1                                                                   

def f_get(q):                                                                    
    print "f_get start"                                                          
    while(1):
        data = pd.DataFrame()                                                    
        loop = 0                                                                 
        while not q.empty():                                                     
            data = q.get()                                                  
            print "get (loop: %s)" %loop
            time.sleep(0)                                         
            loop += 1                                                            
        time.sleep(1.)                                                           

if __name__ == "__main__":                                                       

    q = multiprocessing.Queue()                                                  
    p = multiprocessing.Process(target=f_put, args=(q,))                         
    p.start()                                                                    
    while(1):                                                                    
        f_get(q)                                                                 
    p.join()

现在,如果你针对不同的行数运行它,你会看到如下内容:

<强> N = 100:

f_get start
f_put start
P: 0
P: 1
P: 2
P: 3
P: 4
get (loop: 0)
get (loop: 1)
get (loop: 2)
get (loop: 3)
get (loop: 4)

<强> N = 10000:

f_get start
f_put start
P: 0
P: 1
P: 2
P: 3
P: 4
get (loop: 0)
get (loop: 1)
get (loop: 0)
get (loop: 0)
get (loop: 0)

这告诉我们什么? 只要DataFrame很小,您假设put进程比get更快似乎是真的,我们就可以在while not q.empty()的一个循环中获取所有5个项目。

但是,随着行数的增加,有些东西会发生变化。 while条件q.empty()计算为True(队列为空)和外while(1)个周期。

这可能意味着put现在比get慢,我们必须等待。但是,如果我们将整个f_get的休眠时间设置为15,我们仍然可以获得相同的行为。

另一方面,如果我们将内部time.sleep(0)循环中的q.get()更改为1,

while not q.empty():                                                  
    data = q.get()                                                    
    time.sleep(1)                                                     
    print "get (loop: %s)" %loop                                      
    loop += 1

我们得到了这个:

f_get start
f_put start
P: 0
P: 1
P: 2
P: 3
P: 4
get (loop: 0)
get (loop: 1)
get (loop: 2)
get (loop: 3)
get (loop: 4)

这看起来不错!这意味着实际上get做了一些奇怪的事情。似乎虽然它仍在处理get,但队列状态为empty,在get完成后,下一个项目可用。

我确定这是有原因的,但我对multiprocessing不够熟悉。

根据您的应用程序,您可以将适当的time.sleep添加到内部循环中,看看是否足够。

或者,如果您想解决它(而不是使用time.sleep方法的解决方法),您可以查看multiprocessing并查找有关阻止的信息, 非阻塞异步通信 - 我认为可以在那里找到解决方案。