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[Python] 進程池 Pool 的使用方法及進度條顯示

Last Updated on 2021-07-11 by Clay

Python 雖然是個熱門、簡單又優雅的程式語言，可是其執行的效能卻一直為其他程式語言的使用者所詬病。所以在像是『資料前處理』這方面，熟練地使用多執行緒、多行程就是一件非常重要的事情。

今天我要紀錄的就是 Python 當中 Pool 進程池的使用方法。在多核心的 CPU 當中，利用率經常比單純使用 Threading 來得高，也不會因為某一行程死掉而導致程式崩潰 —— 聽說在 Threading 當中會遇到這樣的狀況，不過我個人是沒有遇過。

值得注意的是，要小心多個行程之間存取同樣文件、變數的問題。如果情況允許，建議直接使用任務的回傳值來統一資料，以面發生資料缺少的問題。

基本的 Pool 使用方法

首先，multiprocessing 是 Python 原生的套件，並不需要額外安裝。另外，我們需要將我們要多行程處理的任務寫成 Function。

以下是個最簡易的範例程式：

# coding: utf-8
import multiprocessing as mp


# Task
def task(item):
    return item % 10


if __name__ == '__main__':
    pool = mp.Pool(processes=4)
    inputs = range(10)

    results = pool.map(task, inputs)
    print(results)



Output:

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

首先我們需要使用：

pool = mp.Pool(processes=4)



來建立進程池。其中 processes 代表著調用 CPU 核心數，如無設定，則預設使用系統全部核心。接著使用：

results = pool.map(task, inputs)



來處理任務。其中 inputs 是一個 Python 的可迭代對象，會把每一個迭代元素輸入進我們定義的 task() 函式中進行處理，並依照所設定 CPU 核心數平行處理任務，提昇任務效率。

而 results 則是所有任務完成之後的回傳值。

以上，就是一個最簡單的 Python Pool 程式。

多行程中顯示進度條

然而，若是我們的工作十分龐大，許多時候我們需要有一個進度條，好能隨時確認程式仍然正常運行。那麼，可以參考下方作法。

首先，推薦先安裝 Python 中讓迭代視覺化的套件 tqdm：

pip3 install tqdm

然後，將程式更改為：

# coding: utf-8
import multiprocessing as mp
import tqdm


# Task
def task(item):
    return item % 10


if __name__ == '__main__':
    pool = mp.Pool(processes=4)
    inputs = range(10)

    results = []
    for result in tqdm.tqdm(pool.imap_unordered(task, inputs), total=len(inputs)):
        results.append(result)
       
    print(results)



Output:

100%|████████████████████████████████████████████| 10/10 [00:00<00:00, 20877.57it/s]
[0, 1, 2, 4, 3, 5, 6, 7, 8, 9]

這樣一來，我們就能一邊享有多行程的高速處理、一邊又能清楚看見當前進度了。

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