前言：
由于GIL的存在，python中的多线程其实并不是真正的多线程，如果想要充分地使用多核CPU的资源，在python中大部分情况需要使用多进程。Python提供了非常好用的多进程包multiprocessing，只需要定义一个函数，Python会完成其他所有事情。借助这个包，可以轻松完成从单进程到并发执行的转换。multiprocessing支持子进程、通信和共享数据、执行不同形式的同步，提供了Process、Queue、Pipe、Lock等组件。
multiprocessing包是Python中的多进程管理包。与threading.Thread类似，它可以利用multiprocessing.Process对象来创建一个进程。该进程可以运行在Python程序内部编写的函数。该Process对象与Thread对象的用法相同，也有start(), run(), join()的方法。此外multiprocessing包中也有Lock/Event/Semaphore/Condition类 (这些对象可以像多线程那样，通过参数传递给各个进程)，用以同步进程，其用法与threading包中的同名类一致。所以，multiprocessing的很大一部份与threading使用同一套API，只不过换到了多进程的情境。
但在使用这些共享API的时候，我们要注意以下几点:
1、在UNIX平台上，当某个进程终结之后，该进程需要被其父进程调用wait，否则进程成为僵尸进程(Zombie)。所以，有必要对每个Process对象调用join()方法 (实际上等同于wait)。对于多线程来说，由于只有一个进程，所以不存在此必要性。
2、multiprocessing提供了threading包中没有的IPC(比如Pipe和Queue)，效率上更高。应优先考虑Pipe和Queue，避免使用Lock/Event/Semaphore/Condition等同步方式 (因为它们占据的不是用户进程的资源)。
多进程应该避免共享资源。在多线程中，我们可以比较容易地共享资源，比如使用全局变量或者传递参数。在多进程情况下，由于每个进程有自己独立的内存空间，以上方法并不合适。此时我们可以通过共享内存和Manager的方法来共享资源。但这样做提高了程序的复杂度，并因为同步的需要而降低了程序的效率。
3、Process.PID中保存有PID，如果进程还没有start()，则PID为None。
4、window系统下，需要注意的是要想启动一个子进程，必须加上那句if name == "main"，进程相关的要写在这句下面。
Process类：
- Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])
group: 线程组，目前还没有实现，库引用中提示必须是None；
target: 要执行的方法；
name: 进程名；
args/kwargs: 要传入方法的参数。 - 实例方法：
is_alive()：返回进程是否在运行。
join([timeout])：阻塞当前上下文环境的进程程，直到调用此方法的进程终止或到达指定的timeout（可选参数）。
start()：进程准备就绪，等待CPU调度
run()：strat()调用run方法，如果实例进程时未制定传入target，这star执行t默认run()方法。
terminate()：不管任务是否完成，立即停止工作进程 - 属性：
authkey
daemon：和线程的setDeamon功能一样
exitcode(进程在运行时为None、如果为–N，表示被信号N结束）
name：进程名字。
pid：进程号。
Pool类
进程池内部维护一个进程序列，当使用时，则去进程池中获取一个进程，如果进程池序列中没有可供使用的进进程，那么程序就会等待，直到进程池中有可用进程为止。进程池设置最好等于CPU核心数量
构造方法：
- Pool([processes[, initializer[, initargs[, maxtasksperchild[, context]]]]]):
processes：使用的工作进程的数量，如果processes是None那么使用 os.cpu_count()返回的数量。
initializer：如果initializer是None，那么每一个工作进程在开始的时候会调用initializer(*initargs)。
maxtasksperchild：工作进程退出之前可以完成的任务数，完成后用一个新的工作进程来替代原进程，来让闲置的资源被释放。maxtasksperchild默认是None，意味着只要Pool存在工作进程就会一直存活。
context：用在制定工作进程启动时的上下文，一般使用 multiprocessing.Pool() 或者一个context对象的Pool()方法来创建一个池，两种方法都适当的设置了context - 实例方法：
apply(func[, args[, kwds]])：同步进程池
apply_async(func[, args[, kwds[, callback[, error_callback]]]]) ：异步进程池
close() ： 关闭进程池，阻止更多的任务提交到pool，待任务完成后，工作进程会退出。
terminate() ： 结束工作进程，不在处理未完成的任务
join() : wait工作线程的退出，在调用join()前，必须调用close() or terminate()。这样是因为被终止的进程需要被父进程调用wait（join等价与wait），否则进程会成为僵尸进程。pool.join()必须使用在
例子一（异步进程池）：
pool.close()或者pool.terminate()之后。其中close()跟terminate()的区别在于close()会等待池中的worker进程执行结束再关闭pool,而terminate()则是直接关闭。
# coding:utf-8
from multiprocessing import Pool
import time
def Foo(i):
time.sleep(2)
return i + 100
def Bar(arg):
print arg
if __name__ == '__main__':
t_start=time.time()
pool = Pool(5)
for i in range(10):
pool.apply_async(func=Foo, args=(i,), callback=Bar)#维持执行的进程总数为processes，当一个进程执行完毕后会添加新的进程进去
pool.close()
pool.join() # 进程池中进程执行完毕后再关闭，如果注释，那么程序直接关闭。
pool.terminate()
t_end=time.time()
t=t_end-t_start
print 'the program time is :%s' %t
结果：
101
100
102
103
104
106
105
107
108
109
the program time is :4.22099995613
Process finished with exit code 0
例子二（同步进程池）：
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from multiprocessing import Process, Pool
import time
def Foo(i):
time.sleep(1)
print i + 100
if __name__ == '__main__':
t_start=time.time()
pool = Pool(5)
for i in range(10):
pool.apply(Foo, (i,))
pool.close()
pool.join() # 进程池中进程执行完毕后再关闭，如果注释，那么程序直接关闭。
t_end=time.time()
t=t_end-t_start
print 'the program time is :%s' %t
结果：
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
the program time is :10.2409999371
Process finished with exit code 0
可以看出进程同步顺序执行了，效率降低
例子三：异步进程池使用get()方法获得进程执行结果值（错误使用get（）方法获取结果）
def Bar(arg):
return arg
if __name__ == '__main__':
t_start=time.time()
pool = Pool(5)
for i in range(10):
res = pool.apply_async(func=Foo, args=(i,), callback=Bar)#维持执行的进程总数为processes，当一个进程执行完毕后会添加新的进程进去
print res.get()
pool.close()
pool.join() # 进程池中进程执行完毕后再关闭，如果注释，那么程序直接关闭。
pool.terminate()
t_end=time.time()
t=t_end-t_start
print 'the program time is :%s' %t
错误使用get()使得异步变同步
结果：
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
the program time is :20.2850000858
Process finished with exit code 0
可以看出由于每个进程的get()方法，程序变成同步执行了
例子四（正确使用get（）方法获取结果）
# coding:utf-8
from multiprocessing import Pool
import time
def Foo(i):
time.sleep(2)
return i + 100
def Bar(arg):
return arg
if __name__ == '__main__':
res_list=[]
t_start=time.time()
pool = Pool(5)
for i in range(10):
res = pool.apply_async(func=Foo, args=(i,), callback=Bar)
res_list.append(res)
pool.close()
pool.join()
for res in res_list:
print res.get()
t_end=time.time()
t=t_end-t_start
print 'the program time is :%s' %t
正确使用get()方法
结果：
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
the program time is :4.22399997711
Process finished with exit code 0
进程数据共享
进程各自持有一份数据，默认无法共享数据
#!/usr/bin/env python
# coding:utf-8
from multiprocessing import Process
li = []
def foo(i):
li.append(i)
print 'say hi', li
if __name__ == '__main__':
for i in range(10):
p = Process(target=foo, args=(i,))
p.start()
print 'ending', li
#期望输出[0到10的随机排列的列表]
结果：
say hi [1]
say hi [0]
say hi [2]
say hi [3]
say hi [4]
say hi [5]
ending []
say hi [6]
say hi [7]
say hi [8]
say hi [9]
Process finished with exit code 0
- 方法一（使用Array）：
Array(‘i’, range(10))中的‘i’参数C语言中的类型：
‘c’: ctypes.c_char ‘u’: ctypes.c_wchar ‘b’: ctypes.c_byte ‘B’: ctypes.c_ubyte
‘h’: ctypes.c_short ‘H’: ctypes.c_ushort ‘i’: ctypes.c_int ‘I’: ctypes.c_uint
‘l’: ctypes.c_long, ‘L’: ctypes.c_ulong ‘f’: ctypes.c_float ‘d’: ctypes.c_double
from multiprocessing import Process, Array
def f(a):
for i in range(len(a)):
a[i] = -a[i]
if __name__ == '__main__':
arr = Array('i', range(10))
p = Process(target=f, args=(arr,))
p.start()
p.join()
print(arr[:])
结果：
[0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9]
- 方法二（使用Manager）：
Manager()返回的manager提供list, dict, Namespace, Lock, RLock, Semaphore, BoundedSemaphore, Condition, Event, Barrier, Queue, Value and Array类型的支持。
from multiprocessing import Process, Manager
def f(d, l):
d[1] = '1'
d['2'] = 2
d[0.25] = None
l.reverse()
if __name__ == '__main__':
with Manager() as manager:
d = manager.dict()
l = manager.list(range(10))
p = Process(target=f, args=(d, l))
p.start()
p.join()
print(d)
print(l)
结果：
{0.25: None, 1: '1', '2': 2}[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
