Python管道(pipe)|极客教程

Python管道(pipe)

在Python中，管道（pipe）是一种用于进程之间通信的机制。管道可以实现父进程与子进程之间的双向通信，让它们可以交换数据。

什么是管道

管道是一种Unix进程间通信（IPC）机制。在Python中，可以通过os.pipe()函数来创建一个管道。管道由两个文件描述符（file descriptor）组成，一个用于读取数据，一个用于写入数据。

下面是一个简单的示例，创建一个管道并在父进程向子进程发送消息：

import os

r, w = os.pipe()

pid = os.fork()

if pid == 0: # 子进程
    os.close(w)  # 关闭写入端
    r = os.fdopen(r)
    message = r.read()
    print(f"子进程收到消息：{message}")
else: # 父进程
    os.close(r)  # 关闭读取端
    w = os.fdopen(w, 'w')
    w.write("Hello, child process!")
    w.close()
    os.wait()

在这个示例中，父进程创建了一个管道，并使用os.fork()来创建一个子进程。父进程关闭了写入端，子进程关闭了读取端，完成了双向通信。

Python中的管道

在Python中，还有另外一种简便的方式来创建管道，即使用multiprocessing.Pipe()。这个方法返回一个元组，包含两个Connection对象，一个用于发送数据，一个用于接收数据。

下面是一个使用multiprocessing.Pipe()创建管道的示例：

from multiprocessing import Process, Pipe

def send_data(conn):
    conn.send("Hello from parent process!")
    conn.close()

if __name__ == "__main__":
    parent_conn, child_conn = Pipe()
    p = Process(target=send_data, args=(child_conn,))
    p.start()

    data = parent_conn.recv()
    print(f"Parent process received: {data}")
    p.join()

在这个示例中，父进程创建了一个Pipe对象，并将其分别传递给子进程和发送数据的函数。子进程通过send()向父进程发送消息，父进程通过recv()接收消息。

管道的应用

管道通常用于父子进程之间的通信，比如父进程将数据发送给子进程以处理。由于管道是一种全双工通信机制，双方可以同时发送和接收数据。

下面是一个使用管道实现计算和显示结果的示例：

from multiprocessing import Process, Pipe

def calculate(conn):
    conn.send("Please input a number:")
    number = conn.recv()
    result = number * 2
    conn.send(f"The result is: {result}")
    conn.close()

if __name__ == "__main__":
    parent_conn, child_conn = Pipe()
    p = Process(target=calculate, args=(child_conn,))
    p.start()

    print(parent_conn.recv())
    parent_conn.send(3)
    print(parent_conn.recv())
    p.join()