Python使用多进程并行加速业务操作 完整代码

简介: Python使用多进程并行加速业务操作 完整代码

Python使用多进程并行加速业务操作 完整代码






需求分析


  最近在对一个数据集进行处理,共2000条,每条去调一个第三方接口,耗时7-10秒。单线程处理一次要3.9-5.6小时,于是想着用多进程加速一下。 需求大致如下:


 1、能配置进程数目


 2、能加载要处理的数据


 3、能打印完善的日志


 4、多进程能共享处理后的数据结果,方便最终获取/导出


完整代码


  Python代码如下:(其中需要修改的地方加了TODO)在win和linux上都可以用


import logging
import math
import multiprocessing
import time
import pandas as pd
from contextlib import contextmanager
import threading
# 设置日志配置
logging.basicConfig(format='%(asctime)s %(message)s', datefmt='%m/%d/%Y %I:%M:%S %p', level=logging.INFO)
# 定义超时异常
class TimeoutException(Exception): pass
# 超时控制
@contextmanager
def time_limit(seconds):
    timer = threading.Timer(seconds, lambda: _raise_timeout_exception())
    def _raise_timeout_exception():
        raise TimeoutException("Timed out!")
    try:
        timer.start()
        yield
    finally:
        timer.cancel()
def process_data(i, data, results, lock):
    logging.info('------group: ' + str(i) + '------')
    logging.info('------len: ' + str(len(data)) + '------')
    for _, row in data.iterrows():
        if _ % (math.ceil(len(data) / 10.0)) == 0:
            logging.info('------group' + str(i) + ': ' + str(_) + '/' + str(len(data)) + '------')
        try:
            # 超时限制 TODO 秒数
            with time_limit(20):
                # 模拟任务 TODO 任务
                time.sleep(1)
                # 使用锁来保证对结果列表的进程安全访问
                lock.acquire()
                try:
                    # 将结果添加到共享的结果列表中 TODO 收集结果
                    results.append(row['id'])
                finally:
                    lock.release()
        except Exception as e:
            logging.info('------err: ' + str(e) + '------')
if __name__ == '__main__':
    # 手动设置并行进程数目 TODO 进程数目
    group_num = 8
    # 从电脑配置中设置并行进程数目
    # group_num = multiprocessing.cpu_count()
    # 读取数据 TODO 数据源
    data = pd.read_excel('data.xlsx')
    # 使用pandas平均划分数据
    grouped_data = data.groupby(data.index % group_num)
    # 定义共享的结果列表
    manager = multiprocessing.Manager()
    results = manager.list()
    # 创建锁
    lock = multiprocessing.Lock()
    start_time = time.time()
    # 定义多进程
    processes = []
    for i in range(group_num):
        p = multiprocessing.Process(target=process_data,
                                    args=(i, grouped_data.get_group(i).reset_index(), results, lock))
        processes.append(p)
    # 启动
    for _p in processes:
        _p.start()
    for _p in processes:
        _p.join()
    end_time = time.time()
    execution_time = end_time - start_time
    # 打印数据
    print(f"代码执行时间:{execution_time}秒")
    print(results)


  data.xlsx里面的数据是随便打的:


image.png


本demo性能分析


  16核CPU,执行上述代码,其中任务部分用了time.sleep(1)停了1秒,耗时分析如下:


进程数 耗时
1 29.317383289337158秒
4 8.288025140762329秒
8 5.77861475944519秒
14 4.941734313964844秒
16 5.262717008590698秒


可以看到加了多进程,加速效果还是比较明显的。


Python中单线程、多线程和多进程的效率对比实验


此处参考:http://blog.atomicer.cn/2016/09/30/Python


 我们知道,线程操作、进程操作一般分为CPU密集型操作、IO密集型操作、网络请求密集型操作。


 资料显示,如果多线程的进程是CPU密集型的,那多线程并不能有多少效率上的提升,相反还可能会因为线程的频繁切换,导致效率下降,推荐使用多进程;如果是IO密集型,多线程进程可以利用IO阻塞等待时的空闲时间执行其他线程,提升效率。所以我们根据实验对比不同场景的效率:


image.png


通过上面的结果,我们可以看到:


 多线程在IO密集型的操作下似乎也没有很大的优势(也许IO操作的任务再繁重一些就能体现出优势),在CPU密集型的操作下明显地比单线程线性执行性能更差,但是对于网络请求这种忙等阻塞线程的操作,多线程的优势便非常显著了


 多进程无论是在CPU密集型还是IO密集型以及网络请求密集型(经常发生线程阻塞的操作)中,都能体现出性能的优势。不过在类似网络请求密集型的操作上,与多线程相差无几,但却更占用CPU等资源,所以对于这种情况下,我们可以选择多线程来执行。

相关文章
|
30天前
|
开发框架 数据建模 中间件
Python中的装饰器:简化代码,增强功能
在Python的世界里,装饰器是那些静悄悄的幕后英雄。它们不张扬,却能默默地为函数或类增添强大的功能。本文将带你了解装饰器的魅力所在,从基础概念到实际应用,我们一步步揭开装饰器的神秘面纱。准备好了吗?让我们开始这段简洁而富有启发性的旅程吧!
35 6
|
2天前
|
Python
课程设计项目之基于Python实现围棋游戏代码
游戏进去默认为九路玩法,当然也可以选择十三路或是十九路玩法 使用pycharam打开项目,pip安装模块并引用,然后运行即可, 代码每行都有详细的注释,可以做课程设计或者毕业设计项目参考
47 33
|
3天前
|
JavaScript API C#
【Azure Developer】Python代码调用Graph API将外部用户添加到组,结果无效,也无错误信息
根据Graph API文档,在单个请求中将多个成员添加到组时,Python代码示例中的`members@odata.bind`被错误写为`members@odata_bind`,导致用户未成功添加。
26 10
|
23天前
|
数据可视化 Python
以下是一些常用的图表类型及其Python代码示例,使用Matplotlib和Seaborn库。
通过这些思维导图和分析说明表,您可以更直观地理解和选择适合的数据可视化图表类型,帮助更有效地展示和分析数据。
63 8
|
30天前
|
API Python
【Azure Developer】分享一段Python代码调用Graph API创建用户的示例
分享一段Python代码调用Graph API创建用户的示例
51 11
|
1月前
|
测试技术 Python
探索Python中的装饰器:简化代码,增强功能
在Python的世界中,装饰器是那些能够为我们的代码增添魔力的小精灵。它们不仅让代码看起来更加优雅,还能在不改变原有函数定义的情况下,增加额外的功能。本文将通过生动的例子和易于理解的语言,带你领略装饰器的奥秘,从基础概念到实际应用,一起开启Python装饰器的奇妙旅程。
40 11
|
27天前
|
Python
探索Python中的装饰器:简化代码,增强功能
在Python的世界里,装饰器就像是给函数穿上了一件神奇的外套,让它们拥有了超能力。本文将通过浅显易懂的语言和生动的比喻,带你了解装饰器的基本概念、使用方法以及它们如何让你的代码变得更加简洁高效。让我们一起揭开装饰器的神秘面纱,看看它是如何在不改变函数核心逻辑的情况下,为函数增添新功能的吧!
|
28天前
|
程序员 测试技术 数据安全/隐私保护
深入理解Python装饰器:提升代码重用与可读性
本文旨在为中高级Python开发者提供一份关于装饰器的深度解析。通过探讨装饰器的基本原理、类型以及在实际项目中的应用案例,帮助读者更好地理解并运用这一强大的语言特性。不同于常规摘要,本文将以一个实际的软件开发场景引入,逐步揭示装饰器如何优化代码结构,提高开发效率和代码质量。
48 6
|
1月前
|
Python
如何提高Python代码的可读性?
如何提高Python代码的可读性?
42 4
|
1月前
|
Python
Python编程入门:从零开始的代码旅程
本文是一篇针对Python编程初学者的入门指南,将介绍Python的基本语法、数据类型、控制结构以及函数等概念。文章旨在帮助读者快速掌握Python编程的基础知识,并能够编写简单的Python程序。通过本文的学习,读者将能够理解Python代码的基本结构和逻辑,为进一步深入学习打下坚实的基础。