Linux中進程的通信方式有信號,管道,共享內存,消息隊列socket等。其中管道是*nix系統(tǒng)進程間通信的最古老形式,所有*nix都提供這種通信方式。管道是一種半雙工的通信機制,也就是說,它只能一端用來讀,另外一端用來寫;另外,管道只能用來在具有公共祖先的兩個進程之間通信。管道通信遵循先進先出的原理,并且數(shù)據(jù)只能被讀取一次,當此段數(shù)據(jù)被讀取后,馬上會從數(shù)據(jù)中消失,這一點很重要。
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Linux上,創(chuàng)建管道使用pipe函數(shù),當它執(zhí)行后,會產(chǎn)生兩個文件描述符,分別為讀端和寫端。單個進程中的管道幾乎沒有任何作用,通常會先調用pipe,然后調用fork,從而創(chuàng)建從父進程到子進程的IPC通道。
Linux中,我們經(jīng)常會使用到管道,例如用cat命令查看一個大文件時,一頁不能全部顯示,我們可以通過cat xxx | more來分頁顯示,又比如搜索文件里的內容可以用 cat xxx | grep search來進行,這里我們都用到了管道。接下來我會用python編寫一段自動分頁顯示的程序,而不用手動來使用管道。
#!/usr/bin/env python
import os,sys
if not sys.argv[1:]:
print "No filename input"
sys.exit(1)
try:
fp = open(sys.argv[1],"r")
except IOError,msg:
sys.exit(msg)
pi=os.pipe()
pid=os.fork()
if pid:
#parent
os.close(pi[0]) #close read pipe
#write to pipe
line=fp.readline()
while line:
os.write(pi[1],line)
line=fp.readline()
#close write pipe
os.close(pi[1])
#wait for chile
os.waitpid(pid,0)
else:
os.close(pi[1]) #close write pipe
#put pipe read to stdin
os.dup2(pi[0],sys.stdin.fileno())
os.close(pi[0])
os.execl("/bin/more","more")
把這段代碼存為scat.py,增加執(zhí)行權限之后,運行 scat.py 文件名,系統(tǒng)就會自動讀取文件的內容并分頁,與使用 cat 文件名 | more 的效果是一模一樣的。在上面的代碼中,用到了前幾篇博客中說的fork,dup2和exec系列函數(shù)。
mkfifo函數(shù)使用
[code]mkfifo(建立實名管道)
相關函數(shù)
pipe,popen,open,umask
表頭文件
#include
#include
定義函數(shù)
int mkfifo(const char * pathname,mode_t mode);
函數(shù)說明
mkfifo() 會依參數(shù)pathname建立特殊的FIFO文件,該文件必須不存在,而參數(shù)mode為該文件的權限(mode%~umask),因此 umask值也會影響到FIFO文件的權限。Mkfifo()建立的FIFO文件其他進程都可以用讀寫一般文件的方式存取。當使用open()來打開 FIFO文件時,O_NONBLOCK旗標會有影響
1、當使用O_NONBLOCK 旗標時,打開FIFO 文件來讀取的操作會立刻返回,但是若還沒有其他進程打開FIFO 文件來讀取,則寫入的操作會返回ENXIO 錯誤代碼。
2、沒有使用O_NONBLOCK 旗標時,打開FIFO 來讀取的操作會等到其他進程打開FIFO文件來寫入才正常返回。同樣地,打開FIFO文件來寫入的操作會等到其他進程打開FIFO 文件來讀取后才正常返回。
返回值
若成功則返回0,否則返回-1,錯誤原因存于errno中。
錯誤代碼
EACCESS 參數(shù)pathname所指定的目錄路徑無可執(zhí)行的權限
EEXIST 參數(shù)pathname所指定的文件已存在。
ENAMETOOLONG 參數(shù)pathname的路徑名稱太長。
ENOENT 參數(shù)pathname包含的目錄不存在
ENOSPC 文件系統(tǒng)的剩余空間不足
ENOTDIR 參數(shù)pathname路徑中的目錄存在但卻非真正的目錄。
EROFS 參數(shù)pathname指定的文件存在于只讀文件系統(tǒng)內。
示例1:
#include
#include
#include
#include
int main(void)
{
char buf[80];
int fd;
unlink( "zieckey_fifo" );
mkfifo( "zieckey_fifo", 0777 );
if ( fork() 0 )
{
char s[] = "Hello!\n";
fd = open( "zieckey_fifo", O_WRONLY );
write( fd, s, sizeof(s) );
//close( fd );
}
else
{
fd = open( "zieckey_fifo", O_RDONLY );
read( fd, buf, sizeof(buf) );
printf("The message from the pipe is:%s\n", buf );
//close( fd );
}
return 0;
}
執(zhí)行
hello!
示例2:
#include
#include
#include
#include
#include
int main( int argc, char **argv )
{
mode_t mode = 0666;
if ( argc !=2 )
{
printf( "Usage:[%s] fifo_filename\n", argv[0] );
return -1;
}
if (mkfifo( argv[1], mode)0 )
{
perror( "mkfifo");
return -1;
}
return 0;
} [/code]
上篇文章簡單介紹了multiprocessing模塊,本文將要介紹進程之間的數(shù)據(jù)共享和信息傳遞的概念。
在多進程處理中,所有新創(chuàng)建的進程都會有這兩個特點:獨立運行,有自己的內存空間。
我們來舉個例子展示一下:
這個程序的輸出結果是:
在上面的程序中我們嘗試在兩個地方打印全局列表result的內容:
我們再用一張圖來幫助理解記憶不同進程間的數(shù)據(jù)關系:
如果程序需要在不同的進程之間共享一些數(shù)據(jù)的話,該怎么做呢?不用擔心,multiprocessing模塊提供了Array對象和Value對象,用來在進程之間共享數(shù)據(jù)。
所謂Array對象和Value對象分別是指從共享內存中分配的ctypes數(shù)組和對象。我們直接來看一個例子,展示如何用Array對象和Value對象在進程之間共享數(shù)據(jù):
程序輸出的結果如下:
成功了!主程序和p1進程輸出了同樣的結果,說明程序中確實完成了不同進程間的數(shù)據(jù)共享。那么我們來詳細看一下上面的程序做了什么:
在主程序中我們首先創(chuàng)建了一個Array對象:
向這個對象輸入的第一個參數(shù)是數(shù)據(jù)類型:i表示整數(shù),d代表浮點數(shù)。第二個參數(shù)是數(shù)組的大小,在這個例子中我們創(chuàng)建了包含4個元素的數(shù)組。
類似的,我們創(chuàng)建了一個Value對象:
我們只對Value對象輸入了一個參數(shù),那就是數(shù)據(jù)類型,與上述的方法一致。當然,我們還可以對其指定一個初始值(比如10),就像這樣:
隨后,我們在創(chuàng)建進程對象時,將剛創(chuàng)建好的兩個對象:result和square_sum作為參數(shù)輸入給進程:
在函數(shù)中result元素通過索引進行數(shù)組賦值,square_sum通過 value 屬性進行賦值。
注意:為了完整打印result數(shù)組的結果,需要使用 result[:] 進行打印,而square_sum也需要使用 value 屬性進行打?。?/p>
每當python程序啟動時,同時也會啟動一個服務器進程。隨后,只要我們需要生成一個新進程,父進程就會連接到服務器并請求它派生一個新進程。這個服務器進程可以保存Python對象,并允許其他進程使用代理來操作它們。
multiprocessing模塊提供了能夠控制服務器進程的Manager類。所以,Manager類也提供了一種創(chuàng)建可以在不同流程之間共享的數(shù)據(jù)的方法。
服務器進程管理器比使用共享內存對象更靈活,因為它們可以支持任意對象類型,如列表、字典、隊列、值、數(shù)組等。此外,單個管理器可以由網(wǎng)絡上不同計算機上的進程共享。
但是,服務器進程管理器的速度比使用共享內存要慢。
讓我們來看一個例子:
這個程序的輸出結果是:
我們來理解一下這個程序做了什么:首先我們創(chuàng)建了一個manager對象
在with語句下的所有行,都是在manager對象的范圍內的。接下來我們使用這個manager對象創(chuàng)建了列表(類似的,我們還可以用 manager.dict() 創(chuàng)建字典)。
最后我們創(chuàng)建了進程p1(用于在records列表中插入一條新的record)和p2(將records打印出來),并將records作為參數(shù)進行傳遞。
服務器進程的概念再次用下圖總結一下:
為了能使多個流程能夠正常工作,常常需要在它們之間進行一些通信,以便能夠劃分工作并匯總最后的結果。multiprocessing模塊支持進程之間的兩種通信通道:Queue和Pipe。
使用隊列來回處理多進程之間的通信是一種比較簡單的方法。任何Python對象都可以使用隊列進行傳遞。我們來看一個例子:
上面這個程序的輸出結果是:
我們來看一下上面這個程序到底做了什么。首先我們創(chuàng)建了一個Queue對象:
然后,將這個空的Queue對象輸入square_list函數(shù)。該函數(shù)會將列表中的數(shù)平方,再使用 put() 方法放入隊列中:
隨后使用 get() 方法,將q打印出來,直至q重新稱為一個空的Queue對象:
我們還是用一張圖來幫助理解記憶:
一個Pipe對象只能有兩個端點。因此,當進程只需要雙向通信時,它會比Queue對象更好用。
multiprocessing模塊提供了 Pipe() 函數(shù),該函數(shù)返回由管道連接的一對連接對象。 Pipe() 返回的兩個連接對象分別表示管道的兩端。每個連接對象都有 send() 和 recv() 方法。
我們來看一個例子:
上面這個程序的輸出結果是:
我們還是來看一下這個程序到底做了什么。首先創(chuàng)建了一個Pipe對象:
與上文說的一樣,該對象返回了一對管道兩端的兩個連接對象。然后使用 send() 方法和 recv() 方法進行信息的傳遞。就這么簡單。在上面的程序中,我們從一端向另一端發(fā)送一串消息。在另一端,我們收到消息,并在收到END消息時退出。
要注意的是,如果兩個進程(或線程)同時嘗試從管道的同一端讀取或寫入管道中的數(shù)據(jù),則管道中的數(shù)據(jù)可能會損壞。不過不同的進程同時使用管道的兩端是沒有問題的。還要注意,Queue對象在進程之間進行了適當?shù)耐?,但代價是增加了計算復雜度。因此,Queue對象對于線程和進程是相對安全的。
最后我們還是用一張圖來示意:
Python的multiprocessing模塊還剩最后一篇文章:多進程的同步與池化
敬請期待啦!
Python 函數(shù)
函數(shù)是組織好的,可重復使用的,用來實現(xiàn)單一,或相關聯(lián)功能的代碼段。
函數(shù)能提高應用的模塊性,和代碼的重復利用率。你已經(jīng)知道Python提供了許多內建函數(shù),比如print()。但你也可以自己創(chuàng)建函數(shù),這被叫做用戶自定義函數(shù)。
定義一個函數(shù)
你可以定義一個由自己想要功能的函數(shù),以下是簡單的規(guī)則:
函數(shù)代碼塊以?def?關鍵詞開頭,后接函數(shù)標識符名稱和圓括號()。
任何傳入?yún)?shù)和自變量必須放在圓括號中間。圓括號之間可以用于定義參數(shù)。
函數(shù)的第一行語句可以選擇性地使用文檔字符串—用于存放函數(shù)說明。
函數(shù)內容以冒號起始,并且縮進。
return [表達式]?結束函數(shù),選擇性地返回一個值給調用方。不帶表達式的return相當于返回 None。
語法
def functionname( parameters ): ? "函數(shù)_文檔字符串"
function_suite
return [expression]
默認情況下,參數(shù)值和參數(shù)名稱是按函數(shù)聲明中定義的順序匹配起來的。
實例
以下為一個簡單的Python函數(shù),它將一個字符串作為傳入?yún)?shù),再打印到標準顯示設備上。
實例(Python 2.0+)
def printme( str ): ? "打印傳入的字符串到標準顯示設備上"
print str
return
函數(shù)調用
定義一個函數(shù)只給了函數(shù)一個名稱,指定了函數(shù)里包含的參數(shù),和代碼塊結構。
這個函數(shù)的基本結構完成以后,你可以通過另一個函數(shù)調用執(zhí)行,也可以直接從Python提示符執(zhí)行。
如下實例調用了printme()函數(shù):
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
# 定義函數(shù)def printme( str ): ? "打印任何傳入的字符串"
print str
return
# 調用函數(shù)printme("我要調用用戶自定義函數(shù)!")printme("再次調用同一函數(shù)")
以上實例輸出結果:
我要調用用戶自定義函數(shù)!再次調用同一函數(shù)
參數(shù)傳遞
在 python 中,類型屬于對象,變量是沒有類型的:
a=[1,2,3]
a="Runoob"
以上代碼中,[1,2,3]?是 List 類型,"Runoob"?是 String 類型,而變量 a 是沒有類型,她僅僅是一個對象的引用(一個指針),可以是 List 類型對象,也可以指向 String 類型對象。
可更改(mutable)與不可更改(immutable)對象
在 python 中,strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的對象,而 list,dict 等則是可以修改的對象。
不可變類型:變量賦值?a=5?后再賦值?a=10,這里實際是新生成一個 int 值對象 10,再讓 a 指向它,而 5 被丟棄,不是改變a的值,相當于新生成了a。
可變類型:變量賦值?la=[1,2,3,4]?后再賦值?la[2]=5?則是將 list la 的第三個元素值更改,本身la沒有動,只是其內部的一部分值被修改了。
python 函數(shù)的參數(shù)傳遞:
不可變類型:類似 c++ 的值傳遞,如 整數(shù)、字符串、元組。如fun(a),傳遞的只是a的值,沒有影響a對象本身。比如在 fun(a)內部修改 a 的值,只是修改另一個復制的對象,不會影響 a 本身。
可變類型:類似 c++ 的引用傳遞,如 列表,字典。如 fun(la),則是將 la 真正的傳過去,修改后fun外部的la也會受影響
python 中一切都是對象,嚴格意義我們不能說值傳遞還是引用傳遞,我們應該說傳不可變對象和傳可變對象。
python 傳不可變對象實例
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
def ChangeInt( a ): ? ?a = 10
b = 2ChangeInt(b)print b # 結果是 2
實例中有 int 對象 2,指向它的變量是 b,在傳遞給 ChangeInt 函數(shù)時,按傳值的方式復制了變量 b,a 和 b 都指向了同一個 Int 對象,在 a=10 時,則新生成一個 int 值對象 10,并讓 a 指向它。
傳可變對象實例
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
# 可寫函數(shù)說明def changeme( mylist ): ? "修改傳入的列表"
mylist.append([1,2,3,4])
print "函數(shù)內取值: ", mylist
return
# 調用changeme函數(shù)mylist = [10,20,30]changeme( mylist )print "函數(shù)外取值: ", mylist
實例中傳入函數(shù)的和在末尾添加新內容的對象用的是同一個引用,故輸出結果如下:
函數(shù)內取值: ?[10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]函數(shù)外取值: ?[10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
參數(shù)
以下是調用函數(shù)時可使用的正式參數(shù)類型:
必備參數(shù)
關鍵字參數(shù)
默認參數(shù)
不定長參數(shù)
必備參數(shù)
必備參數(shù)須以正確的順序傳入函數(shù)。調用時的數(shù)量必須和聲明時的一樣。
調用printme()函數(shù),你必須傳入一個參數(shù),不然會出現(xiàn)語法錯誤:
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
#可寫函數(shù)說明def printme( str ): ? "打印任何傳入的字符串"
print str
return
#調用printme函數(shù)printme()
以上實例輸出結果:
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 11, in module
printme()TypeError: printme() takes exactly 1 argument (0 given)
關鍵字參數(shù)
關鍵字參數(shù)和函數(shù)調用關系緊密,函數(shù)調用使用關鍵字參數(shù)來確定傳入的參數(shù)值。
使用關鍵字參數(shù)允許函數(shù)調用時參數(shù)的順序與聲明時不一致,因為 Python 解釋器能夠用參數(shù)名匹配參數(shù)值。
以下實例在函數(shù) printme() 調用時使用參數(shù)名:
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
#可寫函數(shù)說明def printme( str ): ? "打印任何傳入的字符串"
print str
return
#調用printme函數(shù)printme( str = "My string")
以上實例輸出結果:
My string
下例能將關鍵字參數(shù)順序不重要展示得更清楚:
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
#可寫函數(shù)說明def printinfo( name, age ): ? "打印任何傳入的字符串"
print "Name: ", name
print "Age ", age
return
#調用printinfo函數(shù)printinfo( age=50, name="miki" )
以上實例輸出結果:
Name: ?mikiAge ?50
默認參數(shù)
調用函數(shù)時,默認參數(shù)的值如果沒有傳入,則被認為是默認值。下例會打印默認的age,如果age沒有被傳入:
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
#可寫函數(shù)說明def printinfo( name, age = 35 ): ? "打印任何傳入的字符串"
print "Name: ", name
print "Age ", age
return
#調用printinfo函數(shù)printinfo( age=50, name="miki" )printinfo( name="miki" )
以上實例輸出結果:
Name: ?mikiAge ?50Name: ?mikiAge ?35
不定長參數(shù)
你可能需要一個函數(shù)能處理比當初聲明時更多的參數(shù)。這些參數(shù)叫做不定長參數(shù),和上述2種參數(shù)不同,聲明時不會命名。基本語法如下:
def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ): ? "函數(shù)_文檔字符串"
function_suite
return [expression]
加了星號(*)的變量名會存放所有未命名的變量參數(shù)。不定長參數(shù)實例如下:
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
# 可寫函數(shù)說明def printinfo( arg1, *vartuple ): ? "打印任何傳入的參數(shù)"
print "輸出: "
print arg1
for var in vartuple: ? ? ?print var
return
# 調用printinfo 函數(shù)printinfo( 10 )printinfo( 70, 60, 50 )
以上實例輸出結果:
輸出:10輸出:706050
匿名函數(shù)
python 使用 lambda 來創(chuàng)建匿名函數(shù)。
lambda只是一個表達式,函數(shù)體比def簡單很多。
lambda的主體是一個表達式,而不是一個代碼塊。僅僅能在lambda表達式中封裝有限的邏輯進去。
lambda函數(shù)擁有自己的命名空間,且不能訪問自有參數(shù)列表之外或全局命名空間里的參數(shù)。
雖然lambda函數(shù)看起來只能寫一行,卻不等同于C或C++的內聯(lián)函數(shù),后者的目的是調用小函數(shù)時不占用棧內存從而增加運行效率。
語法
lambda函數(shù)的語法只包含一個語句,如下:
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
如下實例:
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
# 可寫函數(shù)說明sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
# 調用sum函數(shù)print "相加后的值為 : ", sum( 10, 20 )print "相加后的值為 : ", sum( 20, 20 )
以上實例輸出結果:
相加后的值為 : ?30相加后的值為 : ?40
return 語句
return語句[表達式]退出函數(shù),選擇性地向調用方返回一個表達式。不帶參數(shù)值的return語句返回None。之前的例子都沒有示范如何返回數(shù)值,下例便告訴你怎么做:
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
# 可寫函數(shù)說明def sum( arg1, arg2 ): ? # 返回2個參數(shù)的和."
total = arg1 + arg2
print "函數(shù)內 : ", total
return total
# 調用sum函數(shù)total = sum( 10, 20 )
以上實例輸出結果:
函數(shù)內 : ?30
變量作用域
一個程序的所有的變量并不是在哪個位置都可以訪問的。訪問權限決定于這個變量是在哪里賦值的。
變量的作用域決定了在哪一部分程序你可以訪問哪個特定的變量名稱。兩種最基本的變量作用域如下:
全局變量
局部變量
全局變量和局部變量
定義在函數(shù)內部的變量擁有一個局部作用域,定義在函數(shù)外的擁有全局作用域。
局部變量只能在其被聲明的函數(shù)內部訪問,而全局變量可以在整個程序范圍內訪問。調用函數(shù)時,所有在函數(shù)內聲明的變量名稱都將被加入到作用域中。如下實例:
實例(Python 2.0+)
#!/usr/bin/python# -*- coding: UTF-8 -*-
total = 0 # 這是一個全局變量# 可寫函數(shù)說明def sum( arg1, arg2 ): ? #返回2個參數(shù)的和."
total = arg1 + arg2 # total在這里是局部變量.
print "函數(shù)內是局部變量 : ", total
return total
#調用sum函數(shù)sum( 10, 20 )print "函數(shù)外是全局變量 : ", total
以上實例輸出結果:
函數(shù)內是局部變量 : ?30函數(shù)外是全局變量 : ?0
文章題目:python有管道函數(shù)嗎 python管道命令
網(wǎng)站路徑:http://chinadenli.net/article46/doddghg.html
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