RKVision开发日志(三)

一、Python多进程

我个人对多进程的理解是某种时分复用，比如人类在做家务时：需要做：烧热水，洗衣服，扫地。人类会先把水打到烧水壶中，按一下按钮；然后去把脏衣服整理好放到洗衣机中，打开洗衣机；然后去扫地，等待水烧开和洗衣机洗好之后再操作。而对于程序而言，上述任务需要几个循环同时进行，在做主任务时需要监控其他任务是否完成，显然在同一个程序中不太好做这样的操作，为了解决这一问题，才出现了多线程、多进程。

多进程的创建方式有很多种，官方文档multiprocessing — 基于进程的并行 — Python 3.14.2 文档
推荐的方式都是写一个函数，然后由process(target, args)调用。其中:target是进程函数，args是需要初始化时传递的参数。

而process对象需要调用start方法启动，join方法停止。这就是最简单的进程用法。

from multiprocessing import Process

def f(name):
    print('hello', name)

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=f, args=('bob',))
    p.start()
    p.join()

但对于我们来说，一个函数并不能很好的描述具体的任务。已经身为高级程序员，当然选择使用面向对象的思想进行啦！所以当然是选择用class BaseProcess(multiprocessing.Process):的方法去写进程啦！
但似乎大家都没有采用面向对象的方式去重写Process对象，至少官方文档中只是用函数的方式添加进程，这又是为什么呢？

由于多进程并不共享内存，当一个多进程对象被实例化后，他具体在哪个进程执行的呢？经过测试，结论为：__init__在原进程执行，run在新进程中执行。这意味着如果在__init__指定好一些变量后，在新进程创建后会丢失！比如：

class MyProcess(Process):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.cap = cv2.VideoCapture(0)

    def run(self):
        ...

在这种情况下，对于新进程而言，self.cap是空的，显然不是我们想要的。因此，在多进程程序中，要时刻注意变量初始化的位置！！！

最后我想聊一下启动方式的问题，比如windows中支持spawn,Linux支持fork等。我们的项目实际上对程序启动的时间没有过高要求，为了调试方便，后面统一使用spawn的启动方法。程序设计时，也尽量使用消息管道进行进程通信。

二、多进程基类

python中为多进程的信息同步提供了一个Manager管理器，他是一个单独的进程用于分发各个进程的通信。对于我们的项目来说，这部分额外的开销显得没有必要。可以自己手写消息队列进行信息传递。

对于多进程类，第一步是要写一个基类，方便后续添共性的内容，这部分依旧参考frigate。

class BaseProcess(mp.Process):
    """
    进程基类: 
    该类封装了退出、优先级等功能, 方便外部管理器进行调度;
    该类重新封装了 start 方法, 添加了两个钩子函数, 方便在进程启动前后执行
    """
    def __init__(self,
        stop_event: MpEvent,    
        priority: int,
        *,
        name: Optional[str] = None,
        target: Optional[Callable] = None,
        args: tuple = (),
        kwargs: dict = {},
        daemon: Optional[bool] = None,
    ):
        self.priority = priority
        self.stop_event = stop_event
        super().__init__(
            name=name, target=target, args=args, kwargs=kwargs, daemon=daemon
        )
        

    def start(self, *args, **kwargs):
        self.before_start()
        super().start(*args, **kwargs)
        self.after_start()

    def before_start(self) -> None:
        pass

    def after_start(self) -> None:
        pass

    def before_run(self) -> None:
        # if platform.system() == "Linux":
        #     os.nice(self.priority)
        setup_logging()
        signal.signal(signal.SIGINT, signal.SIG_IGN)
        logger.info(f"{self.name}进程正在启动...")

在子类中，可以重写before_start和after_start方法添加功能，很方便。
另外提一嘴before_run，run方法是在新的进程中进行，所以无法写钩子函数，在这种情况下，只能写一个函数在run方法开头调用。before_run现在的主要功能是开启日志，屏蔽系统的信号，把控制功能交给主进程管理。比如ctrl+C关闭程序，如果这里不屏蔽，会导致所有进程都收到退出信号，无法执行finally的内容，程序异常退出，这是不能接受的。