在Python进程之间共享复杂对象?

时间:2010-09-08 20:36:37

标签: python process multiprocessing sharing

我有一个相当复杂的Python对象,我需要在多个进程之间共享。我使用multiprocessing.Process启动了这些流程。当我与其中的multiprocessing.Queuemultiprocessing.Pipe共享一个对象时,它们会被分享得很好。但是当我尝试与其他非多处理模块对象共享一个对象时,似乎Python会分叉这些对象。这是真的吗?

我尝试使用multiprocessing.Value。但我不确定应该是什么类型的?我的对象类叫做MyClass。但是当我尝试multiprocess.Value(MyClass, instance)时,它失败了:

TypeError: this type has no size

知道发生了什么事吗?

6 个答案:

答案 0 :(得分:27)

您可以使用Python的Multiprocessing“Manager”类和您定义的代理类来完成此操作。从Python文档: http://docs.python.org/library/multiprocessing.html#proxy-objects

您要做的是为自定义对象定义代理类,然后使用“远程管理器”共享对象 - 查看文档显示的“远程管理器”的相同链接文档页面中的示例如何共享远程队列。你将会做同样的事情,但是你对your_manager_instance.register()的调用将在你的参数列表中包含你的自定义代理类。

通过这种方式,您将设置一个服务器以与自定义代理共享自定义对象。您的客户端需要访问服务器(再次,请参阅如何设置客户端/服务器访问远程队列的优秀文档示例,但不是共享队列,而是共享对特定类的访问权限。)

答案 1 :(得分:22)

经过大量的研究和测试,我发现“经理”在非复杂对象级别中完成这项工作。

下面的代码显示了进程之间共享对象inst,这意味着当子进程更改时,var的属性inst会在外部更改。

from multiprocessing import Process, Manager
from multiprocessing.managers import BaseManager

class SimpleClass(object):
    def __init__(self):
        self.var = 0

    def set(self, value):
        self.var = value

    def get(self):
        return self.var


def change_obj_value(obj):
    obj.set(100)


if __name__ == '__main__':
    BaseManager.register('SimpleClass', SimpleClass)
    manager = BaseManager()
    manager.start()
    inst = manager.SimpleClass()

    p = Process(target=change_obj_value, args=[inst])
    p.start()
    p.join()

    print inst                    # <__main__.SimpleClass object at 0x10cf82350>
    print inst.get()              # 100

好的,如果您只需要共享简单对象,上面的代码就足够了

为什么没有复杂?如果对象嵌套(对象内部对象),可能会失败

from multiprocessing import Process, Manager
from multiprocessing.managers import BaseManager

class GetSetter(object):
    def __init__(self):
        self.var = None

    def set(self, value):
        self.var = value

    def get(self):
        return self.var


class ChildClass(GetSetter):
    pass

class ParentClass(GetSetter):
    def __init__(self):
        self.child = ChildClass()
        GetSetter.__init__(self)

    def getChild(self):
        return self.child


def change_obj_value(obj):
    obj.set(100)
    obj.getChild().set(100)


if __name__ == '__main__':
    BaseManager.register('ParentClass', ParentClass)
    manager = BaseManager()
    manager.start()
    inst2 = manager.ParentClass()

    p2 = Process(target=change_obj_value, args=[inst2])
    p2.start()
    p2.join()

    print inst2                    # <__main__.ParentClass object at 0x10cf82350>
    print inst2.getChild()         # <__main__.ChildClass object at 0x10cf6dc50>
    print inst2.get()              # 100
    #good!

    print inst2.getChild().get()   # None
    #bad! you need to register child class too but there's almost no way to do it
    #even if you did register child class, you may get PicklingError :)

我认为这种行为的主要原因是因为Manager只是在管道/队列等低级通信工具之上构建的直板。

因此,对于多处理案例,这种方法。如果您可以使用 lock / semaphore / pipe / queue 等低级工具或 Redis队列 Redis发布/订阅<高级工具< / strong>对于复杂的用例(仅我的推荐lol)。

答案 2 :(得分:5)

这是我为此做的一个python包(在进程之间共享复杂的对象)。

git:https://github.com/dRoje/pipe-proxy

您的想法是为对象创建代理并将其传递给流程。然后使用代理,就像您对原始对象的引用一样。虽然您只能使用方法调用,但是访问对象变量会使setter和getter完成。

假设我们有一个名为'example'的对象,创建代理和代理监听器很简单:

from pipeproxy import proxy 
example = Example() 
exampleProxy, exampleProxyListener = proxy.createProxy(example) 

现在您将代理发送到另一个进程。

p = Process(target=someMethod, args=(exampleProxy,)) p.start()

在其他过程中使用它,就像使用原始对象一样(例如):

def someMethod(exampleProxy):
    ...
    exampleProxy.originalExampleMethod()
    ...

但你必须在主要过程中听取它:

exampleProxyListener.listen()

阅读更多内容并在此处查找示例:

http://matkodjipalo.com/index.php/2017/11/12/proxy-solution-python-multiprocessing/

答案 3 :(得分:2)

我尝试使用BaseManager并注册我的自定义类以使其满意,并像Tom上面提到的那样解决嵌套类的问题。

我认为主要原因与所说的嵌套类无关,但是python采用低级别的通信机制。原因是python使用一些类似套接字的通信机制来同步在低级别的服务器进程内修改自定义类。我认为它封装了一些rpc方法,使它对用户透明,就好像它们调用了嵌套类对象的本地方法一样。

因此,当您想要修改,检索自定义对象或某些第三方对象时,您应该在流程中定义一些接口以与之通信,而不是直接获取或设置值。

然而,当在嵌套对象中操作多嵌套对象时,可以忽略上面提到的问题,就像在常规例程中所做的那样,因为已注册类中的嵌套对象不再是代理对象,哪个操作不会再次通过类似套接字的通信例程并进行本地化。

这是我为解决问题而编写的可行代码。

from multiprocessing import Process, Manager, Lock
from multiprocessing.managers import BaseManager
import numpy as np

class NestedObj(object):
       def __init__(self):
                self.val = 1

class CustomObj(object):
        def __init__(self, numpy_obj):
                self.numpy_obj = numpy_obj
                self.nested_obj = NestedObj()

        def set_value(self, p, q, v):
                self.numpy_obj[p, q] = v

        def get_obj(self):
                return self.numpy_obj

        def get_nested_obj(self):
                return self.nested_obj.val

class CustomProcess(Process):
        def __init__(self, obj, p, q, v):
                super(CustomProcess, self).__init__()
                self.obj = obj
                self.index = p, q
                self.v = v

        def run(self):
                self.obj.set_value(*self.index, self.v)



if __name__=="__main__":
        BaseManager.register('CustomObj', CustomObj)
        manager = BaseManager()
        manager.start()
        data = [[0 for x in range(10)] for y in range(10)]
        matrix = np.matrix(data)
        custom_obj = manager.CustomObj(matrix)
        print(custom_obj.get_obj())
        process_list = []
        for p in range(10):
                for q in range(10):
                        proc = CustomProcess(custom_obj, p, q, 10*p+q)
                        process_list.append(proc)
        for x in range(100):
                process_list[x].start()
        for x in range(100):
                process_list[x].join()
        print(custom_obj.get_obj())
        print(custom_obj.get_nested_obj())

答案 4 :(得分:0)

为了节省一些带有共享资源的麻烦,您可以尝试收集需要访问由例如映射的函数的return语句中的单例资源的数据。 pool.imap_unordered然后在循环中进一步处理它,检索部分结果:

for result in in pool.imap_unordered(process_function, iterable_data):
    do_something(result)

如果返回的数据不多,那么执行此操作可能不会有太多开销。

答案 5 :(得分:0)

在Python 3.6中,文档说:

  

在3.6版中进行了更改:共享对象能够嵌套。例如,共享容器对象(例如共享列表)可以包含其他共享对象,这些对象都将由SyncManager管理和同步。

只要通过SyncManager创建实例,您就应该能够使对象相互引用。在另一种对象的方法中动态创建一种类型的对象可能仍然是不可能或非常棘手的。

编辑:我偶然发现python 3.6.5和3.6.7这个问题Multiprocessing managers and custom classes。需要检查python 3.7

编辑2:由于其他一些问题,我目前无法使用python3.7对此进行测试。 https://stackoverflow.com/a/50878600/7541006中提供的解决方法对我来说很好