使用Python处理地理数据文件-多进程处理类
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使用Python处理地理数据文件-多进程处理类
Jason-ZH 发表于2年前
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摘要: Python使用进程池; Python使用任务队列; Can't pickle <type 'instancemethod'>问题解决

最近在研究使用ArcGIS制作地图,ArcGIS软件本身提供了丰富完备的地图文件处理工具,但是这些工具都需要手工操作,非常耗费时间。幸好ArcGIS还提供了一套Python库(arcpy),可以基于这个库编写脚本进行数据文件批处理。一般在进行批处理的时候,使用多进程处理任务会加快处理速度,所以打算先封装一个多进程处理的基础类,便于后面写具体功能时使用。

思路大致是这样:

  • 先初始化一个任务队列
  • 将待处理的任务方法和参数打包添加到任务队列中
  • 启动一个固定大小的进程池循环从任务队列中领取任务包
  • 拿出任务包中的方法和参数执行任务

开始编写了一版,源码如下:

from multiprocessing import Manager,Pool
import os, logging, timeit, time

class BatchBase(object):
       
    def __init__(self):
        '''
        Constructor
        '''
        
        
    def __del__(self):
        '''
        Destructor
        '''
    
    ##消费者
    def __task_consumer(self,q):
        while not q.empty():
            try:
                task = q.get(block=True,timeout=2)
                
                function = task.get('function')
                callback = task.get('callback')
                args     = task.get('args')
                kwargs   = task.get('kwargs')
                name     = task.get('name')
                pid      = os.getpid()
                try:
                    print '%d start job %s [%s]!\n' % (pid,name,self.getNowTime())
                    if callback:
                        callback(function(*args, **kwargs))
                    else:
                        function(*args, **kwargs)
                    
                    print '%d complete job %s success [%s]!\n' % (pid,name,self.getNowTime())
                except Exception as ex:
                    if callback:
                        callback(ex)
                    print '%d complete job %s fail [%s]\n' % (pid,name,self.getNowTime())
                    print ex
                finally:
                    q.task_done()
            except Exception as ex:
                logging.error(ex)   
    
    def getNowTime(self):
        return time.strftime("%H:%M:%S",time.localtime(time.time()))
    
    ##初始化任务队列
    def batch_init(self):
        _manager = Manager()
        _queue   = _manager.Queue()
        return _queue
    
    ##加入job
    def batch_join(self, q, name, function, callback, *args, **kwargs):       
        q.put({
            'name': name,
            'function': function,
            'callback': callback,
            'args': args,
            'kwargs': kwargs
        }) 
        
    ##执行任务
    def batch_run(self,q,num_consumer):
        _start_time = timeit.default_timer()
        _pool       = Pool(processes = num_consumer)
        print 'pool initialized with %d workers!' % num_consumer
        for i in xrange(num_consumer):
            _pool.apply_async(self.__task_consumer,args=(q,))
            print 'worker %d started' % i
        
        print 'wait for all workers'
        _pool.close()
        _pool.join()
        print 'all jobs are completed!'
        print 'Elapsed Time: %s seconds' % (timeit.default_timer() - _start_time)


##测试代码...      

调试执行时直接Exception

PicklingError: Can't pickle <type 'instancemethod'>: attribute lookup __builtin__.instancemethod failed

查询了一下,这个错误大意是说“不能序列化实例方法”。

详细了解了下,问题出在进程池的apply_async方法上,这个方法传入的参数需要被序列化,而第一个参数是这个类实例的方法,不能被序列化

_pool.apply_async(self.__task_consumer,args=(q,))

这个问题从stackoverflow上找到一种解决办法,Python中有种机制,只要定义类型的时候,实现了__call__函数,这个类型就成为可调用的。所以在BatchBase类中实现__call__,在__call__中再调用__task_consumer,而后在进程池申请使用方法中将self作为参数传入,进程在执行时会通过__call__调用__task_consumer,从而达到“曲线救国”。

改进后的完整代码如下:

# -*- coding:utf-8 -*- 
##========================
'''
Created on 2016年5月14日
@author: Jason
'''
from multiprocessing import Manager,Pool
import os, logging, timeit, time

class BatchBase(object):
       
    def __init__(self):
        '''
        Constructor
        '''
        
        
    def __del__(self):
        '''
        Destructor
        '''
        
    def __call__(self,q):
        return self.__task_consumer(q)
    
    ##消费者
    def __task_consumer(self,q):
        while not q.empty():
            try:
                task = q.get(block=True,timeout=2)
                
                function = task.get('function')
                callback = task.get('callback')
                args     = task.get('args')
                kwargs   = task.get('kwargs')
                name     = task.get('name')
                pid      = os.getpid()
                try:
                    print '%d start job %s [%s]!\n' % (pid,name,self.getNowTime())
                    if callback:
                        callback(function(*args, **kwargs))
                    else:
                        function(*args, **kwargs)
                    
                    print '%d complete job %s success [%s]!\n' % (pid,name,self.getNowTime())
                except Exception as ex:
                    if callback:
                        callback(ex)
                    print '%d complete job %s fail [%s]\n' % (pid,name,self.getNowTime())
                    print ex
                finally:
                    q.task_done()
            except Exception as ex:
                logging.error(ex)   
    
    def getNowTime(self):
        return time.strftime("%H:%M:%S",time.localtime(time.time()))
    
    ##初始化任务队列
    def batch_init(self):
        _manager = Manager()
        _queue   = _manager.Queue()
        return _queue
    
    ##加入job
    def batch_join(self, q, name, function, callback, *args, **kwargs):       
        q.put({
            'name': name,
            'function': function,
            'callback': callback,
            'args': args,
            'kwargs': kwargs
        }) 
        
    ##执行任务
    def batch_run(self,q,num_consumer):
        _start_time = timeit.default_timer()
        _pool       = Pool(processes = num_consumer)
        print 'pool initialized with %d workers!' % num_consumer
        for i in xrange(num_consumer):
            _pool.apply_async(self,args=(q,))
            print 'worker %d started' % i
        
        print 'wait for all workers'
        _pool.close()
        _pool.join()
        print 'all jobs are completed!'
        print 'Elapsed Time: %s seconds' % (timeit.default_timer() - _start_time)


##############for test##############################
def test_task(name):
    print 'Run task %s (%s)...' % (name, os.getpid())
    start_time = timeit.default_timer()
    time.sleep(3)
    end_time = timeit.default_timer()
    print 'Task %s runs %0.2f seconds.' % (name, (end_time - start_time))


if __name__=='__main__':

    #类实例
    batch = BatchBase()

    #初始化job队列
    jobs  = batch.batch_init()

    #循环加入job
    for i in range(4):
        batch.batch_join(jobs, str(i), test_task, None, str(i))

    #执行job(使用3个进程)
    batch.batch_run(jobs, 3)
    
    print '任务执行完成.'        

执行成功!

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