Python multiprocessing 中的进程启动模式区别

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python multiprocessing的三种启动模式为spawn、fork和forkserver:spawn新建干净解释器进程,跨平台且隔离性强;fork复制父进程地址空间,仅限unix系统但速度快;forkserver预启服务器进程派生子进程,兼顾效率与安全性。

Python multiprocessing 中的进程启动模式区别

在 Python 的 multiprocessing 模块中,不同操作系统下进程的启动方式存在差异,且同一系统上可显式选择不同的启动方法。这些启动模式直接影响子进程的创建机制、资源继承行为以及跨平台兼容性。以下是三种主要启动模式的区别说明:

一、spawn 启动模式

spawn 模式通过新启动一个干净的 Python 解释器进程来创建子进程,不继承父进程的内存空间、打开的文件描述符或线程状态,仅传递必要参数进行初始化。该模式在 windowsmacos 上为默认,也可在 linux 上显式启用,适合需要强隔离性的场景。

1、在程序开始处导入 multiprocessing 模块。

2、调用 multiprocessing.set_start_method(‘spawn’) 显式设置启动方法,需在主模块的 if __name__ == ‘__main__’: 块内执行。

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3、后续创建的 Process 或 Pool 实例将使用 spawn 方式启动子进程。

二、fork 启动模式

fork 模式通过复制父进程的地址空间创建子进程,子进程初始状态与父进程完全一致,包括内存数据、已打开的文件句柄和信号处理设置。该模式仅在类 Unix 系统(如 Linux)上可用,启动速度快,但存在资源竞争和状态不一致风险,例如 fork 时若父进程正持有锁,子进程会继承锁定状态导致死锁。

1、确认当前运行环境为 Linux 或其他支持 fork 的 POSIX 系统。

2、在 if __name__ == ‘__main__’: 块内调用 multiprocessing.set_start_method(‘fork’)。

3、避免在 fork 前启动线程或持有不可重入资源,以防止子进程异常。

三、forkserver 启动模式

forkserver 模式预先启动一个长期运行的服务器进程,当需要创建新子进程时,父进程向该服务器发送请求,由服务器执行 fork 并返回子进程 PID。该模式兼顾 fork 的效率与 spawn 的安全性,避免重复初始化解释器,同时规避 fork 时的资源状态问题,适用于频繁创建进程的长期服务。

1、在主模块入口处调用 multiprocessing.set_start_method(‘forkserver’)。

2、首次调用 set_start_method 时会自动启动 forkserver 进程,后续所有子进程均由此服务器派生。

3、确保主模块可被安全地重新导入,因为 forkserver 进程需独立加载主模块以执行目标函数。

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