Python使用多进程运行含有任意个参数的函数

脚本专栏 2024/10/6 佚名

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1. 问题引出

许多时候，我们对程序的速度都是有要求的，速度自然是越快越好。对于Python的话，一般都是使用multiprocessing这个库来实现程序的多进程化，例如：

我们有一个函数my_print，它的作用是打印我们的输入：

def my_print(x):
print(x)

但是我们嫌它的速度太慢了，因此我们要将这个程序多进程化：

from multiprocessing import Pool
 
def my_print(x):
  print(x)
 
if __name__ == "__main__":
  x = [1, 2, 3, 4, 5]
  pool = Pool()
  pool.map(my_print, x)
  pool.close()
  pool.join()

很好，现在速度与之前的单进程相比提升非常的快，但是问题来了，如果我们的参数不只有一个x，而是有多个，这样能行吗？比如现在my_print新增一个参数y：

def my_print(x, y):
print(x + y)

查看pool.map的函数说明：

def map(self, func, iterable, chunksize=None):
  '''
  Apply `func` to each element in `iterable`, collecting the results
  in a list that is returned.
  '''
  return self._map_async(func, iterable, mapstar, chunksize).get()

发现函数的参数是作为iter传进去的，但是我们现在有两个参数，自然想到使用zip将参数进行打包：

if __name__ == "__main__":
  x = [1, 2, 3, 4, 5]
  y = [1, 1, 1, 1, 1]
  zip_args = list(zip(x, y))
  pool = Pool()
  pool.map(my_print, zip_args)
  pool.close()
  pool.join()

可是执行后却发现，y参数并没有被传进去：

那么如何传入多个参数呢？这也就是本文的重点，接着往下看吧。

2. 解决方案

2.1 使用偏函数（partial）

偏函数有点像数学中的偏导数，可以让我们只关注其中的某一个变量而不考虑其他变量的影响。上面的例子中，Y始终等于1，那么我们在传入参数的时候，只需要考虑X的变化即可。

例如你有一个函数，该函数有两个参数a,b，a是不同路径的下的图片的路径，b是输出的路径。很明显，a是一直在变化的，但是因为我们要将所有图片保存在同一个文件夹下，那么b很可能一直都没变。

具体如下：

if __name__ == '__main__':# 多线程，多参数，partial版本
  x = [1, 2, 3, 4, 5]
  y = 1
 
  partial_func = partial(my_print, y=y)
  pool = Pool()
  pool.map(partial_func, x)
  pool.close()
  pool.join()

2.2 使用可变参数

在Python函数中，函数可以定义可变参数。顾名思义，可变参数就是传入的参数个数是可变的，可以是1个、2个到任意个，这就直接给我们提供了一种思路。具体如下：

def multi_wrapper(args):
  return my_print(*args)
 
def my_print(x, y):
  print(x + y)
if __name__ == "__main__": # 多线程，多参数，可变参数版本
  x = [1, 2, 3, 4, 5]
  y = [1, 1, 1, 1, 1]
  zip_args = list(zip(x, y))
 
  pool = Pool()
  pool.map(multi_wrapper, zip_args)
  pool.close()
  pool.join()

2.3 使用pathos提供的多进程库

from pathos.multiprocessing import ProcessingPool as newPool
 
if __name__ == '__main__':# 多线程，多参数，pathos版本
  x = [1, 2, 3, 4, 5]
  y = [1, 1, 1, 1, 1]
 
  pool = newPool()
  pool.map(my_print, x, y)
  pool.close()
  pool.join()

在该库的map函数下，可以看到，它允许多参数输入，其实也就是使用了可变参数：

def map(self, f, *args, **kwds):
  AbstractWorkerPool._AbstractWorkerPool__map(self, f, *args, **kwds)
  _pool = self._serve()
  return _pool.map(star(f), zip(*args)) # chunksize

2.4 使用starmap函数

if __name__ == '__main__': # 多线程，多参数，starmap版本
  x = [1, 2, 3, 4, 5]
  y = [1, 1, 1, 1, 1]
 
  zip_args = list(zip(x, y))
  pool = Pool()
  pool.starmap(my_print, zip_args)
  pool.close()
  pool.join()

3. 总结

其实在以上4种实现方法中，第1种方法的限制较多，如果该函数的其它参数都在变化的话，那么它就不能很好地工作，而剩下的方法从体验上来讲是依次递增的，它们都可以接受任意多参数的输入，但是第2种需要额外写一个函数，扣分；第3种方法需要额外安装pathos包，扣分；而最后一种方法不需要任何额外不择就可以完成，所以，推荐大家选择第4种方法！

以上这篇Python使用多进程运行含有任意个参数的函数就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。

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2024年10月06日

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