Python多进程fork()函数详解

进程

进程是程序的一次动态执行过程，它对应了从代码加载、执行到执行完毕的一个完整过程。进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。进程是由代码（堆栈段）、数据（数据段）、内核状态和一组寄存器组成。

在多任务操作系统中，通过运行多个进程来并发地执行多个任务。由于每个线程都是一个能独立执行自身指令的不同控制流，因此一个包含多个线程的进程也能够实现进程内多任务的并发执行。

进程是一个内核级的实体，进程结构的所有成分都在内核空间中，一个用户程序不能直接访问这些数据。

进程的状态：

创建、准备、运行、阻塞、结束。

进程间的通信方式可以有：

• 文件
• 管道
• socket
• 信号
• 信号量
• 共享内存

要让Python程序实现多进程（multiprocessing），必须先了解操作系统的相关知识。

在Unix/Linux操作系统提供了一个fork()函数，它非常特殊，调用一次，返回两次，因为操作系统将当前的进程（父进程）复制了一份（子进程），然后分别在父进程和子进程内返回。

Python中的进程

• os.fork()
• subprocess
• processing
• multiprocessing

fork()函数

函数原型：

Help on built-in function fork in module posix:
fork(...)
  fork() -> pid
  Fork a child process.
  Return 0 to child process and PID of child to parent process.

从fork()函数原型来看，它也属于一个内建函数。

子进程永远返回0，而父进程返回子进程的ID。这样做的理由是，一个父进程可以fork()出很多子进程，所以，父进程要记下每个子进程的ID，而子进程只需要调用getppid()就可以拿到父进程的ID。

Python的进程函数fork()是在os模块，下面是一个关于进程的例子：

import os
print os.getpid() #获取子进程的进程号
pid = os.fork()
if pid == 0 :
 print 'I am child process (%s) and my parent is %s.' % (os.getpid(), os.getppid())
else :
 print 'I (%s) just created a child process (%s).' % (os.getpid(), pid)

执行结果：

1526
I (1526) just created a child process (1527).
I am child process (1527) and my parent is 1526.

有了fork调用，一个进程在接到新的任务时，就可以复制出一个子进程来处理新任务。常见的Apache服务器就是由父进程监听端口，一旦有新的http请求时，就fork出子进程来处理新的http请求。

再看一个例子：

#coding=utf-8
import os
os.fork()
print 1

执行结果：

1
1

程序中，父进程中创建了一个子进程，子进程运行打印了一个1，回到父进程又打印了一个1，所以结果是打印了2个1。

需要注意的是，上面创建进程的函数都是Unix/Linux下的，Windows下是没有的，那在Windows下又使用什么实现多进程呢？

由于Python是跨平台的，自然也应该提供一个跨平台的多进程支持。multiprocessing模块就是跨平台版本的多进程模块， 支持子进程、通信和共享数据、执行不同形式的同步。

multiprocessing模块提供了一个Process类来创建一个新的进程对象。

总结