multiprocessing.Queue

マルチプロセッシングキュー（標準ライブラリ）

意味並列処理間で安全にデータを受け渡し

multiprocessing.Queueとは？

multiprocessing.Queueは、Pythonのマルチプロセス処理において、複数のプロセス間で安全にデータを受け渡すための仕組みです。複数のプロセスが同時にデータを読み書きするときに、データの競合や破損が起こる可能性があります。multiprocessing.Queueを使うことで、このような問題を防ぎながら、プロセス間で安全にデータのやり取りを行うことができます。

multiprocessing.Queueの具体的な使い方

プロセス間でのデータ共有

import multiprocessing
import time

def producer(queue):
    for i in range(5):
        item = f'アイテム{i}'
        queue.put(item)
        print(f'生産者: {item} を追加しました')
        time.sleep(1)

def consumer(queue):
    while True:
        item = queue.get()
        if item is None:
            break
        print(f'消費者: {item} を取得しました')
        time.sleep(2)

if __name__ == '__main__':
    queue = multiprocessing.Queue()
    
    prod_process = multiprocessing.Process(target=producer, args=(queue,))
    cons_process = multiprocessing.Process(target=consumer, args=(queue,))
    
    prod_process.start()
    cons_process.start()
    
    prod_process.join()
    queue.put(None)  # 終了シグナル
    cons_process.join()

    print('すべてのプロセスが終了しました')

👇出力結果

生産者: アイテム0 を追加しました
消費者: アイテム0 を取得しました
生産者: アイテム1 を追加しました
生産者: アイテム2 を追加しました
消費者: アイテム1 を取得しました
生産者: アイテム3 を追加しました
生産者: アイテム4 を追加しました
消費者: アイテム2 を取得しました
消費者: アイテム3 を取得しました
消費者: アイテム4 を取得しました
すべてのプロセスが終了しました

このコードは、multiprocessing.Queueを使用して、生産者-消費者パターンを実装しています。 producer関数は、5つのアイテムを生成し、それぞれをキューに追加します。 consumer関数は、キューからアイテムを取得し続け、Noneを受け取ったら終了します。メインプロセスでは、Queueを作成し、producer関数とconsumer関数を別々のプロセスで実行します。生産者プロセスが終了した後、消費者プロセスに終了シグナル（None）を送信します。この例では、複数のプロセス間でデータを安全に共有する方法と、プロセス間の同期を制御する方法を示しています。

multiprocessing.Queueに関するよくある質問

Q. Queueは複数のプロセスで使える？

A. はい、Queueは複数のプロセス間でデータを安全に共有するために設計されています。複数のプロセスが同時にQueueにアクセスしても、データの整合性が保たれます。

Q. Queueのサイズ制限はある？

A. Queueのサイズは基本的にメモリの制限まで大きくなりますが、オプションで最大サイズを指定できます。例えば、Queue(maxsize=10)とすると、最大10個の要素しか入らなくなります。

Q. Queueは速度が遅くなる？

A. Queueは複数のプロセス間で安全にデータを受け渡すために設計されているため、単一プロセス内での単純なリストやデータ構造と比べると若干のオーバーヘッドがあります。しかし、並列処理のメリットがそれを上回ることが多いです。

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