如何在多处理器系统上生成并行子进程?

时间:2009-05-19 19:39:42

标签: python exec subprocess multiprocessing

我有一个Python脚本,我想用它作为另一个Python脚本的控制器。我有一个64位处理器的服务器,所以想要产生第二个Python脚本的64个子进程。子脚本称为:

$ python create_graphs.py --name=NAME

其中NAME类似于XYZ,ABC,NYU等。

在我的父控制器脚本中,我从列表中检索名称变量:

my_list = [ 'XYZ', 'ABC', 'NYU' ]

所以我的问题是,作为孩子产生这些过程的最佳方法是什么?我想一次将子项数限制为64,所以需要跟踪状态(如果子进程已经完成),这样我就可以有效地保持整个代的运行。

我研究过使用子进程包,但拒绝它,因为它一次只生成一个子进程。我终于找到了多处理器包,但我承认被整个线程与子进程文档所淹没。

现在,我的脚本使用subprocess.call一次只生成一个孩子,看起来像这样:

#!/path/to/python
import subprocess, multiprocessing, Queue
from multiprocessing import Process

my_list = [ 'XYZ', 'ABC', 'NYU' ]

if __name__ == '__main__':
    processors = multiprocessing.cpu_count()

    for i in range(len(my_list)):
        if( i < processors ):
             cmd = ["python", "/path/to/create_graphs.py", "--name="+ my_list[i]]
             child = subprocess.call( cmd, shell=False )

我真的希望它一次产生64个孩子。在其他stackoverflow问题中,我看到有人使用Queue,但这似乎会造成性能损失?

4 个答案:

答案 0 :(得分:60)

您正在寻找的是多处理中的process pool类。

import multiprocessing
import subprocess

def work(cmd):
    return subprocess.call(cmd, shell=False)

if __name__ == '__main__':
    count = multiprocessing.cpu_count()
    pool = multiprocessing.Pool(processes=count)
    print pool.map(work, ['ls'] * count)

这是一个让人们更容易理解的计算示例。以下将在N个进程上划分10000个任务,其中N是cpu计数。请注意,我正在传递None作为进程数。这将导致Pool类使用cpu_count作为进程数(reference

import multiprocessing
import subprocess

def calculate(value):
    return value * 10

if __name__ == '__main__':
    pool = multiprocessing.Pool(None)
    tasks = range(10000)
    results = []
    r = pool.map_async(calculate, tasks, callback=results.append)
    r.wait() # Wait on the results
    print results

答案 1 :(得分:2)

根据Nadia和Jim的评论,这是我提出的解决方案。我不确定它是否是最佳方式,但它确实有效。被调用的原始子脚本需要是一个shell脚本,因为我需要使用一些第三方应用程序,包括Matlab。所以我不得不把它从Python中取出并用bash编码。

import sys
import os
import multiprocessing
import subprocess

def work(staname):
    print 'Processing station:',staname
    print 'Parent process:', os.getppid()
    print 'Process id:', os.getpid()
    cmd = [ "/bin/bash" "/path/to/executable/create_graphs.sh","--name=%s" % (staname) ]
    return subprocess.call(cmd, shell=False)

if __name__ == '__main__':

    my_list = [ 'XYZ', 'ABC', 'NYU' ]

    my_list.sort()

    print my_list

    # Get the number of processors available
    num_processes = multiprocessing.cpu_count()

    threads = []

    len_stas = len(my_list)

    print "+++ Number of stations to process: %s" % (len_stas)

    # run until all the threads are done, and there is no data left

    for list_item in my_list:

        # if we aren't using all the processors AND there is still data left to
        # compute, then spawn another thread

        if( len(threads) < num_processes ):

            p = multiprocessing.Process(target=work,args=[list_item])

            p.start()

            print p, p.is_alive()

            threads.append(p)

        else:

            for thread in threads:

                if not thread.is_alive():

                    threads.remove(thread)

这看起来像是一个合理的解决方案吗?我尝试使用Jim的while循环格式,但我的脚本什么都没有返回。我不确定为什么会这样。这是我用Jim的'while'循环替换'for'循环运行脚本时的输出:

hostname{me}2% controller.py 
['ABC', 'NYU', 'XYZ']
Number of processes: 64
+++ Number of stations to process: 3
hostname{me}3%

当我使用'for'循环运行它时,我得到了更有意义的东西:

hostname{me}6% controller.py 
['ABC', 'NYU', 'XYZ']
Number of processes: 64
+++ Number of stations to process: 3
Processing station: ABC
Parent process: 1056
Process id: 1068
Processing station: NYU
Parent process: 1056
Process id: 1069
Processing station: XYZ
Parent process: 1056
Process id: 1071
hostname{me}7%

所以这很有效,我很高兴。但是,我仍然不明白为什么我不能使用Jim的'while'样式循环而不是我正在使用的'for'循环。感谢所有的帮助 - 我对@ stackoverflow的广泛知识印象深刻。

答案 2 :(得分:1)

我肯定会使用multiprocessing而不是使用子流程来推广我自己的解决方案。

答案 3 :(得分:1)

我不认为你需要排队,除非你打算从应用程序中获取数据(如果你确实需要数据,我认为无论如何将它添加到数据库可能更容易)

但请尝试以下尺寸:

将create_graphs.py脚本的内容全部放入名为“create_graphs”

的函数中
import threading
from create_graphs import create_graphs

num_processes = 64
my_list = [ 'XYZ', 'ABC', 'NYU' ]

threads = []

# run until all the threads are done, and there is no data left
while threads or my_list:

    # if we aren't using all the processors AND there is still data left to
    # compute, then spawn another thread
    if (len(threads) < num_processes) and my_list:
        t = threading.Thread(target=create_graphs, args=[ my_list.pop() ])
        t.setDaemon(True)
        t.start()
        threads.append(t)

    # in the case that we have the maximum number of threads check if any of them
    # are done. (also do this when we run out of data, until all the threads are done)
    else:
        for thread in threads:
            if not thread.isAlive():
                threads.remove(thread)

我知道这将导致比处理器少1个线程,这可能是好的,它留下了一个处理器来管理线程,磁盘i / o和计算机上发生的其他事情。如果您决定要使用最后一个核心,只需添加一个核心

编辑:我想我可能误解了my_list的目的。您根本不需要my_list来跟踪线程(因为它们都被threads列表中的项引用)。但这是一个很好的方式来输入过程输入 - 甚至更好:使用生成器函数;)

my_listthreads

的目的

my_list包含您需要在功能中处理的数据
threads只是当前正在运行的线程的列表

while循环执行两项操作,启动新线程来处理数据,并检查是否有任何线程正在运行。

因此,只要你有(a)要处理的数据,或(b)未完成运行的线程......你想要编程继续运行。 一旦两个列表都为空,它们将评估为False,而while循环将退出