Python中的进程间数据交换与共享技术

在Python中，有多种方法可以在进程间进行数据交换和共享。下面是一些常见的技术，以及它们的使用例子。

1. 管道(Pipe): 管道是一种简单的进程间通信机制，其中一个进程发送数据，另一个进程接收数据。在Python中，可以使用multiprocessing模块中的Pipe类来创建管道。

from multiprocessing import Process, Pipe

# 创建管道
parent_conn, child_conn = Pipe()

# 定义子进程函数，用于发送数据
def send_data(conn):
    data = [1, 2, 3, 4, 5]
    conn.send(data)

# 定义父进程函数，用于接收数据
def receive_data(conn):
    data = conn.recv()
    print("Received data:", data)

if __name__ == '__main__':
    # 创建子进程
    p1 = Process(target=send_data, args=(child_conn,))
    # 创建父进程
    p2 = Process(target=receive_data, args=(parent_conn,))

    p1.start()
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()

2. 共享内存(Shared Memory): 共享内存允许多个进程访问同一块内存区域，这样就可以直接在该块内存中进行数据交换。在Python中，可以使用multiprocessing模块中的Value和Array类来创建共享内存对象。

from multiprocessing import Process, Value, Array

# 创建共享内存对象
shared_value = Value('i', 0)  # 整数类型共享内存
shared_array = Array('i', [1, 2, 3, 4, 5])  # 整数数组类型共享内存

# 定义子进程函数，用于修改共享内存中的数据
def modify_shared_data(value, array):
    value.value = 10
    for i in range(len(array)):
        array[i] += 10

# 定义父进程函数，用于读取共享内存中的数据
def read_shared_data(value, array):
    print("Shared value:", value.value)
    print("Shared array:", array[:])

if __name__ == '__main__':
    # 创建子进程
    p1 = Process(target=modify_shared_data, args=(shared_value, shared_array))
    # 创建父进程
    p2 = Process(target=read_shared_data, args=(shared_value, shared_array))

    p1.start()
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()

3. 队列(Queue): 队列是一种支持多个进程间数据交换的数据结构，其中一个进程将数据放入队列，另一个进程从队列中获取数据。在Python中，可以使用multiprocessing模块中的Queue类来实现队列。

from multiprocessing import Process, Queue

# 创建队列
queue = Queue()

# 定义子进程函数，用于向队列中添加数据
def add_data(q):
    data = [1, 2, 3, 4, 5]
    for i in data:
        q.put(i)

# 定义父进程函数，用于从队列中获取数据
def get_data(q):
    while not q.empty():
        data = q.get()
        print("Data:", data)

if __name__ == '__main__':
    # 创建子进程
    p1 = Process(target=add_data, args=(queue,))
    # 创建父进程
    p2 = Process(target=get_data, args=(queue,))

    p1.start()
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()

这些是Python中常用的进程间数据交换和共享的技术，可以根据具体的需求选择适合的方法。在编写多进程程序时，需要注意对共享资源的访问控制，以避免出现竞争条件和死锁等问题。