在 Python 中停止线程池中的进程

Question

我一直在尝试为控制某些硬件的库编写交互式包装器（用于 ipython）。有些调用在 IO 上很重，因此并行执行任务是有意义的。使用线程池（几乎）效果很好：

from multiprocessing.pool import ThreadPool

class hardware():
    def __init__(IPaddress):
        connect_to_hardware(IPaddress)

    def some_long_task_to_hardware(wtime):
        wait(wtime)
        result = 'blah'
        return result

pool = ThreadPool(processes=4)
Threads=[]
h=[hardware(IP1),hardware(IP2),hardware(IP3),hardware(IP4)]
for tt in range(4):
    task=pool.apply_async(h[tt].some_long_task_to_hardware,(1000))
    threads.append(task)
alive = [True]*4
Try:
    while any(alive) :
        for tt in range(4): alive[tt] = not threads[tt].ready()
        do_other_stuff_for_a_bit()
except:
    #some command I cannot find that will stop the threads...
    raise
for tt in range(4): print(threads[tt].get())

如果用户想要停止进程或者 do_other_stuff_for_a_bit() 中出现 IO 错误，问题就会出现。按 Ctrl+C 停止主进程，但工作线程继续运行ning 直到他们当前的任务完成。
有什么方法可以停止这些线程而不必重写库或让用户退出 python？我在其他示例中看到的 pool.terminate() 和 pool.join() 似乎无法完成这项工作。

实际例程（而不是上面的简化版本）使用日志记录，虽然所有工作线程都在某个时候关闭，但我可以看到它们启动的进程运行ning 继续进行直到完成（作为硬件，我可以通过观察整个房间看到它们的效果）。

这是在 python 2.7 中。

更新：

解决方案似乎是改用 multiprocessing.Process 而不是线程池。我试过的测试代码是运行 foo_pulse:

class foo(object):
    def foo_pulse(self,nPulse,name): #just one method of *many*
        print('starting pulse for '+name)
        result=[]
        for ii in range(nPulse):
            print('on for '+name)
            time.sleep(2)
            print('off for '+name)
            time.sleep(2)
            result.append(ii)
        return result,name

如果您尝试使用 ThreadPool 运行ning 这个，那么 ctrl-C 不会从运行ning 停止 foo_pulse（即使它确实会立即终止线程，打印语句继续前进：

from multiprocessing.pool import ThreadPool
import time
def test(nPulse):
    a=foo()
    pool=ThreadPool(processes=4)
    threads=[]
    for rn in range(4) :
        r=pool.apply_async(a.foo_pulse,(nPulse,'loop '+str(rn)))
        threads.append(r)
    alive=[True]*4
    try:
        while any(alive) : #wait until all threads complete
            for rn in range(4):
                alive[rn] = not threads[rn].ready() 
                time.sleep(1)
    except : #stop threads if user presses ctrl-c
        print('trying to stop threads')
        pool.terminate()
        print('stopped threads') # this line prints but output from foo_pulse carried on.
        raise
    else : 
        for t in threads : print(t.get())

然而，使用 multiprocessing.Process 的版本按预期工作：

import multiprocessing as mp
import time
def test_pro(nPulse):
    pros=[]
    ans=[]
    a=foo()
    for rn in range(4) :
        q=mp.Queue()
        ans.append(q)
        r=mp.Process(target=wrapper,args=(a,"foo_pulse",q),kwargs={'args':(nPulse,'loop '+str(rn))})
        r.start()
        pros.append(r)
    try:
        for p in pros : p.join()
        print('all done')
    except : #stop threads if user stops findRes
        print('trying to stop threads')
        for p in pros : p.terminate()
        print('stopped threads')
    else : 
        print('output here')
        for q in ans :
            print(q.get())
    print('exit time')

我在这里为库 foo 定义了一个包装器（这样就不需要重写）。如果不需要 return 值，则此包装器也不是：

def wrapper(a,target,q,args=(),kwargs={}):
    '''Used when return value is wanted'''
    q.put(getattr(a,target)(*args,**kwargs))

从文档中我看不出池无法工作的原因（除了错误）。

Answer 1

这是对并行性的一个非常有趣的应用。

但是，如果您使用 multiprocessing，目标是让多个进程运行并行，而不是一个进程运行多个线程。

考虑使用 multiprocessing:

来实施这几项更改

您有这些函数将运行并行：

import time
import multiprocessing as mp


def some_long_task_from_library(wtime):
    time.sleep(wtime)


class MyException(Exception): pass

def do_other_stuff_for_a_bit():
    time.sleep(5)
    raise MyException("Something Happened...")

让我们创建并启动进程，比如 4:

procs = []  # this is not a Pool, it is just a way to handle the
            # processes instead of calling them p1, p2, p3, p4...
for _ in range(4):
    p = mp.Process(target=some_long_task_from_library, args=(1000,))
    p.start()
    procs.append(p)
mp.active_children()   # this joins all the started processes, and runs them.

这些进程是运行并行的，大概是在一个单独的 cpu 核心中，但这要由 OS 来决定。您可以查看您的系统监视器。

与此同时，您运行一个会中断的进程，并且您想停止运行ning 进程，而不是让它们成为孤儿：

try:
    do_other_stuff_for_a_bit()
except MyException as exc:
    print(exc)
    print("Now stopping all processes...")
    for p in procs:
        p.terminate()
print("The rest of the process will continue")

如果在一个或所有子进程终止时继续主进程没有意义，您应该处理主程序的退出。

希望对您有所帮助，您可以为您的图书馆改编其中的一些内容。

Answer 2

在回答池为何不起作用的问题时，这是由于（如 Documentation 中引用的）然后 main 需要由子进程，并且由于该项目的性质，正在使用交互式 python。

同时，ThreadPool 为何会出现的原因尚不清楚 - 尽管线索就在名称中。 ThreadPool 使用 multiprocessing.dummy 创建其工作进程池，如前所述，here 只是 Threading 模块的包装器。池使用 multiprocessing.Process。通过这个测试可以看出：

p=ThreadPool(processes=3)
p._pool[0]
<DummyProcess(Thread23, started daemon 12345)> #no terminate() method

p=Pool(processes=3)
p._pool[0]
<Process(PoolWorker-1, started daemon)> #has handy terminate() method if needed

由于线程没有终止方法，因此工作线程会继续运行直到它们完成当前任务。杀死线程很麻烦（这就是我尝试使用多处理模块的原因）但解决方案是 here.

关于使用上述解决方案的一个警告：

def wrapper(a,target,q,args=(),kwargs={}):
    '''Used when return value is wanted'''
    q.put(getattr(a,target)(*args,**kwargs))

对象实例中的属性更改不会传回主程序。例如上面的 class foo 也可以有如下方法： def 添加IP（新IP）： self.hardwareIP=新IP 调用 r=mp.Process(target=a.addIP,args=(127.0.0.1)) 不会更新 a。

复杂对象的唯一解决方法似乎是使用自定义 manager 共享内存，它可以访问对象的方法和属性 a 对于非常大的复杂对象基于库，最好使用 dir(foo) 来填充管理器。如果我能弄清楚如何用一个例子来更新这个答案（对于我未来的自己和其他人）。

Answer 3

如果出于某些原因使用线程更可取，我们可以使用 this.

We can send some siginal to the threads we want to terminate. The simplest siginal is global variable:

import time
from multiprocessing.pool import ThreadPool

_FINISH = False

def hang():
    while True:
        if _FINISH:
            break
        print 'hanging..'
        time.sleep(10)


def main():
    global _FINISH
    pool = ThreadPool(processes=1)
    pool.apply_async(hang)
    time.sleep(10)
    _FINISH = True
    pool.terminate()
    pool.join()
    print 'main process exiting..'


if __name__ == '__main__':
    main()

在 Python 中停止线程池中的进程

Stopping processes in ThreadPool in Python

python

threadpool