multiprocessing.Process

マルチプロセッシングプロセス（標準ライブラリ）

意味並列処理で作業員を作る

multiprocessing.Processとは？

multiprocessing.Processは、Pythonで複数の処理を同時に実行するための機能であるマルチプロセス処理において、独立した作業単位であるプロセスを作成するためのクラスです。 CPUの力を最大限に活かしてプログラムを高速化したい場合に、このmultiprocessing.Processを使って複数の作業を並列で実行させることができます。

multiprocessing.Processの具体的な使い方

複数のプロセスを使用した並列処理

import multiprocessing
import time
import os

def worker(name, duration):
    print(f'プロセス {name} (PID: {os.getpid()}) が開始されました')
    time.sleep(duration)
    print(f'プロセス {name} (PID: {os.getpid()}) が終了しました')

def main():
    processes = [
        multiprocessing.Process(target=worker, args=(f'worker {i}', i)) 
        for i in range(3)
    ]

    print(f'メインプロセス (PID: {os.getpid()}) が開始されました')

    for p in processes:
        p.start()

    for p in processes:
        p.join()

    print('すべてのプロセスが終了しました')

if __name__ == '__main__':
    main()

👇出力結果

メインプロセス (PID: 12345) が開始されました
プロセス worker 0 (PID: 12346) が開始されました
プロセス worker 1 (PID: 12347) が開始されました
プロセス worker 2 (PID: 12348) が開始されました
プロセス worker 0 (PID: 12346) が終了しました
プロセス worker 1 (PID: 12347) が終了しました
プロセス worker 2 (PID: 12348) が終了しました
すべてのプロセスが終了しました

このコードでは、multiprocessing.Processを使用して複数の独立したプロセスを作成し、並列処理を実現しています。各ワーカープロセスは、指定された時間だけスリープした後に終了します。メインプロセスは全てのワーカープロセスが終了するまで待機します。このコードは、異なる処理時間を持つタスクを並列で実行する方法を示しており、各プロセスの開始と終了時にPID（プロセスID）を表示することで、実際に別々のプロセスとして実行されていることを確認できます。

multiprocessing.Processに関するよくある質問

Q. Processとは何ですか？

A. Processは、Pythonのmultiprocessingモジュールで提供されるクラスで、独立したプロセスを作成するために使用します。各Processは別々のPythonインタプリタで実行され、独自のメモリ空間を持ちます。これにより、真の並列処理が可能になります。

Q. ThreadとProcessの違いは？

A. ThreadとProcessの主な違いは、メモリ共有と並列性にあります。Threadは同じプロセス内で実行され、メモリを共有しますが、Pythonの場合、GIL（Global Interpreter Lock）により真の並列処理ができません。一方、Processは別々のメモリ空間で実行され、GILの制限を受けないため、マルチコアCPUで真の並列処理が可能です。

Q. Processの開始と終了方法は？

A. Processの開始はstart()メソッドを呼び出すことで行います。終了を待つにはjoin()メソッドを使用します。また、is_alive()メソッドでプロセスが実行中かどうかを確認できます。プロセスを強制終了する場合はterminate()メソッドを使用しますが、リソースの適切な解放ができない可能性があるため注意が必要です。

Q. プロセス間でデータを共有するには？

A. プロセス間でデータを共有するには、multiprocessingモジュールが提供する特別な共有オブジェクトを使用する必要があります。主な方法としては、Value（単一の値）やArray（配列）を使用する方法、Queue（キュー）を使用してデータを受け渡しする方法、Manager（マネージャ）を使用して複雑なデータ構造を共有する方法などがあります。

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