Oops. Need to check not only that HAVE_DECL_ISINF is defined, but also
[python.git] / Doc / library / multiprocessing.rst
blob72ac38e92d4158c9b886adadc16719f682238ea0
1 :mod:`multiprocessing` --- Process-based "threading" interface
2 ==============================================================
4 .. module:: multiprocessing
5    :synopsis: Process-based "threading" interface.
7 .. versionadded:: 2.6
10 Introduction
11 ----------------------
13 :mod:`multiprocessing` is a package that supports spawning processes using an
14 API similar to the :mod:`threading` module.  The :mod:`multiprocessing` package
15 offers both local and remote concurrency, effectively side-stepping the
16 :term:`Global Interpreter Lock` by using subprocesses instead of threads.  Due
17 to this, the :mod:`multiprocessing` module allows the programmer to fully
18 leverage multiple processors on a given machine.  It runs on both Unix and
19 Windows.
21 .. warning::
23     Some of this package's functionality requires a functioning shared semaphore
24     implementation on the host operating system. Without one, the
25     :mod:`multiprocessing.synchronize` module will be disabled, and attempts to
26     import it will result in an :exc:`ImportError`. See
27     :issue:`3770` for additional information.
29 .. note::
31     Functionality within this package requires that the ``__main__`` method be
32     importable by the children. This is covered in :ref:`multiprocessing-programming`
33     however it is worth pointing out here. This means that some examples, such
34     as the :class:`multiprocessing.Pool` examples will not work in the
35     interactive interpreter. For example::
37         >>> from multiprocessing import Pool
38         >>> p = Pool(5)
39         >>> def f(x):
40         ...     return x*x
41         ...
42         >>> p.map(f, [1,2,3])
43         Process PoolWorker-1:
44         Process PoolWorker-2:
45         Traceback (most recent call last):
46         Traceback (most recent call last):
47         AttributeError: 'module' object has no attribute 'f'
48         AttributeError: 'module' object has no attribute 'f'
49         AttributeError: 'module' object has no attribute 'f'
52 The :class:`Process` class
53 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
55 In :mod:`multiprocessing`, processes are spawned by creating a :class:`Process`
56 object and then calling its :meth:`~Process.start` method.  :class:`Process`
57 follows the API of :class:`threading.Thread`.  A trivial example of a
58 multiprocess program is ::
60     from multiprocessing import Process
62     def f(name):
63         print 'hello', name
65     if __name__ == '__main__':
66         p = Process(target=f, args=('bob',))
67         p.start()
68         p.join()
70 To show the individual process IDs involved, here is an expanded example::
72     from multiprocessing import Process
73     import os
75     def info(title):
76         print title
77         print 'module name:', __name__
78         print 'parent process:', os.getppid()
79         print 'process id:', os.getpid()
81     def f(name):
82         info('function f')
83         print 'hello', name
85     if __name__ == '__main__':
86         info('main line')
87         p = Process(target=f, args=('bob',))
88         p.start()
89         p.join()
91 For an explanation of why (on Windows) the ``if __name__ == '__main__'`` part is
92 necessary, see :ref:`multiprocessing-programming`.
96 Exchanging objects between processes
97 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
99 :mod:`multiprocessing` supports two types of communication channel between
100 processes:
102 **Queues**
104    The :class:`Queue` class is a near clone of :class:`Queue.Queue`.  For
105    example::
107       from multiprocessing import Process, Queue
109       def f(q):
110           q.put([42, None, 'hello'])
112       if __name__ == '__main__':
113           q = Queue()
114           p = Process(target=f, args=(q,))
115           p.start()
116           print q.get()    # prints "[42, None, 'hello']"
117           p.join()
119    Queues are thread and process safe.
121 **Pipes**
123    The :func:`Pipe` function returns a pair of connection objects connected by a
124    pipe which by default is duplex (two-way).  For example::
126       from multiprocessing import Process, Pipe
128       def f(conn):
129           conn.send([42, None, 'hello'])
130           conn.close()
132       if __name__ == '__main__':
133           parent_conn, child_conn = Pipe()
134           p = Process(target=f, args=(child_conn,))
135           p.start()
136           print parent_conn.recv()   # prints "[42, None, 'hello']"
137           p.join()
139    The two connection objects returned by :func:`Pipe` represent the two ends of
140    the pipe.  Each connection object has :meth:`~Connection.send` and
141    :meth:`~Connection.recv` methods (among others).  Note that data in a pipe
142    may become corrupted if two processes (or threads) try to read from or write
143    to the *same* end of the pipe at the same time.  Of course there is no risk
144    of corruption from processes using different ends of the pipe at the same
145    time.
148 Synchronization between processes
149 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
151 :mod:`multiprocessing` contains equivalents of all the synchronization
152 primitives from :mod:`threading`.  For instance one can use a lock to ensure
153 that only one process prints to standard output at a time::
155    from multiprocessing import Process, Lock
157    def f(l, i):
158        l.acquire()
159        print 'hello world', i
160        l.release()
162    if __name__ == '__main__':
163        lock = Lock()
165        for num in range(10):
166            Process(target=f, args=(lock, num)).start()
168 Without using the lock output from the different processes is liable to get all
169 mixed up.
172 Sharing state between processes
173 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
175 As mentioned above, when doing concurrent programming it is usually best to
176 avoid using shared state as far as possible.  This is particularly true when
177 using multiple processes.
179 However, if you really do need to use some shared data then
180 :mod:`multiprocessing` provides a couple of ways of doing so.
182 **Shared memory**
184    Data can be stored in a shared memory map using :class:`Value` or
185    :class:`Array`.  For example, the following code ::
187       from multiprocessing import Process, Value, Array
189       def f(n, a):
190           n.value = 3.1415927
191           for i in range(len(a)):
192               a[i] = -a[i]
194       if __name__ == '__main__':
195           num = Value('d', 0.0)
196           arr = Array('i', range(10))
198           p = Process(target=f, args=(num, arr))
199           p.start()
200           p.join()
202           print num.value
203           print arr[:]
205    will print ::
207       3.1415927
208       [0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9]
210    The ``'d'`` and ``'i'`` arguments used when creating ``num`` and ``arr`` are
211    typecodes of the kind used by the :mod:`array` module: ``'d'`` indicates a
212    double precision float and ``'i'`` indicates a signed integer.  These shared
213    objects will be process and thread safe.
215    For more flexibility in using shared memory one can use the
216    :mod:`multiprocessing.sharedctypes` module which supports the creation of
217    arbitrary ctypes objects allocated from shared memory.
219 **Server process**
221    A manager object returned by :func:`Manager` controls a server process which
222    holds Python objects and allows other processes to manipulate them using
223    proxies.
225    A manager returned by :func:`Manager` will support types :class:`list`,
226    :class:`dict`, :class:`Namespace`, :class:`Lock`, :class:`RLock`,
227    :class:`Semaphore`, :class:`BoundedSemaphore`, :class:`Condition`,
228    :class:`Event`, :class:`Queue`, :class:`Value` and :class:`Array`.  For
229    example, ::
231       from multiprocessing import Process, Manager
233       def f(d, l):
234           d[1] = '1'
235           d['2'] = 2
236           d[0.25] = None
237           l.reverse()
239       if __name__ == '__main__':
240           manager = Manager()
242           d = manager.dict()
243           l = manager.list(range(10))
245           p = Process(target=f, args=(d, l))
246           p.start()
247           p.join()
249           print d
250           print l
252    will print ::
254        {0.25: None, 1: '1', '2': 2}
255        [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
257    Server process managers are more flexible than using shared memory objects
258    because they can be made to support arbitrary object types.  Also, a single
259    manager can be shared by processes on different computers over a network.
260    They are, however, slower than using shared memory.
263 Using a pool of workers
264 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
266 The :class:`~multiprocessing.pool.Pool` class represents a pool of worker
267 processes.  It has methods which allows tasks to be offloaded to the worker
268 processes in a few different ways.
270 For example::
272    from multiprocessing import Pool
274    def f(x):
275        return x*x
277    if __name__ == '__main__':
278        pool = Pool(processes=4)              # start 4 worker processes
279        result = pool.apply_async(f, [10])     # evaluate "f(10)" asynchronously
280        print result.get(timeout=1)           # prints "100" unless your computer is *very* slow
281        print pool.map(f, range(10))          # prints "[0, 1, 4,..., 81]"
284 Reference
285 ---------
287 The :mod:`multiprocessing` package mostly replicates the API of the
288 :mod:`threading` module.
291 :class:`Process` and exceptions
292 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
294 .. class:: Process([group[, target[, name[, args[, kwargs]]]]])
296    Process objects represent activity that is run in a separate process. The
297    :class:`Process` class has equivalents of all the methods of
298    :class:`threading.Thread`.
300    The constructor should always be called with keyword arguments. *group*
301    should always be ``None``; it exists solely for compatibility with
302    :class:`threading.Thread`.  *target* is the callable object to be invoked by
303    the :meth:`run()` method.  It defaults to ``None``, meaning nothing is
304    called. *name* is the process name.  By default, a unique name is constructed
305    of the form 'Process-N\ :sub:`1`:N\ :sub:`2`:...:N\ :sub:`k`' where N\
306    :sub:`1`,N\ :sub:`2`,...,N\ :sub:`k` is a sequence of integers whose length
307    is determined by the *generation* of the process.  *args* is the argument
308    tuple for the target invocation.  *kwargs* is a dictionary of keyword
309    arguments for the target invocation.  By default, no arguments are passed to
310    *target*.
312    If a subclass overrides the constructor, it must make sure it invokes the
313    base class constructor (:meth:`Process.__init__`) before doing anything else
314    to the process.
316    .. method:: run()
318       Method representing the process's activity.
320       You may override this method in a subclass.  The standard :meth:`run`
321       method invokes the callable object passed to the object's constructor as
322       the target argument, if any, with sequential and keyword arguments taken
323       from the *args* and *kwargs* arguments, respectively.
325    .. method:: start()
327       Start the process's activity.
329       This must be called at most once per process object.  It arranges for the
330       object's :meth:`run` method to be invoked in a separate process.
332    .. method:: join([timeout])
334       Block the calling thread until the process whose :meth:`join` method is
335       called terminates or until the optional timeout occurs.
337       If *timeout* is ``None`` then there is no timeout.
339       A process can be joined many times.
341       A process cannot join itself because this would cause a deadlock.  It is
342       an error to attempt to join a process before it has been started.
344    .. attribute:: name
346       The process's name.
348       The name is a string used for identification purposes only.  It has no
349       semantics.  Multiple processes may be given the same name.  The initial
350       name is set by the constructor.
352    .. method:: is_alive
354       Return whether the process is alive.
356       Roughly, a process object is alive from the moment the :meth:`start`
357       method returns until the child process terminates.
359    .. attribute:: daemon
361       The process's daemon flag, a Boolean value.  This must be set before
362       :meth:`start` is called.
364       The initial value is inherited from the creating process.
366       When a process exits, it attempts to terminate all of its daemonic child
367       processes.
369       Note that a daemonic process is not allowed to create child processes.
370       Otherwise a daemonic process would leave its children orphaned if it gets
371       terminated when its parent process exits.
373    In addition to the  :class:`Threading.Thread` API, :class:`Process` objects
374    also support the following attributes and methods:
376    .. attribute:: pid
378       Return the process ID.  Before the process is spawned, this will be
379       ``None``.
381    .. attribute:: exitcode
383       The child's exit code.  This will be ``None`` if the process has not yet
384       terminated.  A negative value *-N* indicates that the child was terminated
385       by signal *N*.
387    .. attribute:: authkey
389       The process's authentication key (a byte string).
391       When :mod:`multiprocessing` is initialized the main process is assigned a
392       random string using :func:`os.random`.
394       When a :class:`Process` object is created, it will inherit the
395       authentication key of its parent process, although this may be changed by
396       setting :attr:`authkey` to another byte string.
398       See :ref:`multiprocessing-auth-keys`.
400    .. method:: terminate()
402       Terminate the process.  On Unix this is done using the ``SIGTERM`` signal;
403       on Windows :cfunc:`TerminateProcess` is used.  Note that exit handlers and
404       finally clauses, etc., will not be executed.
406       Note that descendant processes of the process will *not* be terminated --
407       they will simply become orphaned.
409       .. warning::
411          If this method is used when the associated process is using a pipe or
412          queue then the pipe or queue is liable to become corrupted and may
413          become unusable by other process.  Similarly, if the process has
414          acquired a lock or semaphore etc. then terminating it is liable to
415          cause other processes to deadlock.
417    Note that the :meth:`start`, :meth:`join`, :meth:`is_alive` and
418    :attr:`exit_code` methods should only be called by the process that created
419    the process object.
421    Example usage of some of the methods of :class:`Process`::
423        >>> import multiprocessing, time, signal
424        >>> p = multiprocessing.Process(target=time.sleep, args=(1000,))
425        >>> print p, p.is_alive()
426        <Process(Process-1, initial)> False
427        >>> p.start()
428        >>> print p, p.is_alive()
429        <Process(Process-1, started)> True
430        >>> p.terminate()
431        >>> print p, p.is_alive()
432        <Process(Process-1, stopped[SIGTERM])> False
433        >>> p.exitcode == -signal.SIGTERM
434        True
437 .. exception:: BufferTooShort
439    Exception raised by :meth:`Connection.recv_bytes_into()` when the supplied
440    buffer object is too small for the message read.
442    If ``e`` is an instance of :exc:`BufferTooShort` then ``e.args[0]`` will give
443    the message as a byte string.
446 Pipes and Queues
447 ~~~~~~~~~~~~~~~~
449 When using multiple processes, one generally uses message passing for
450 communication between processes and avoids having to use any synchronization
451 primitives like locks.
453 For passing messages one can use :func:`Pipe` (for a connection between two
454 processes) or a queue (which allows multiple producers and consumers).
456 The :class:`Queue` and :class:`JoinableQueue` types are multi-producer,
457 multi-consumer FIFO queues modelled on the :class:`Queue.Queue` class in the
458 standard library.  They differ in that :class:`Queue` lacks the
459 :meth:`~Queue.Queue.task_done` and :meth:`~Queue.Queue.join` methods introduced
460 into Python 2.5's :class:`Queue.Queue` class.
462 If you use :class:`JoinableQueue` then you **must** call
463 :meth:`JoinableQueue.task_done` for each task removed from the queue or else the
464 semaphore used to count the number of unfinished tasks may eventually overflow
465 raising an exception.
467 Note that one can also create a shared queue by using a manager object -- see
468 :ref:`multiprocessing-managers`.
470 .. note::
472    :mod:`multiprocessing` uses the usual :exc:`Queue.Empty` and
473    :exc:`Queue.Full` exceptions to signal a timeout.  They are not available in
474    the :mod:`multiprocessing` namespace so you need to import them from
475    :mod:`Queue`.
478 .. warning::
480    If a process is killed using :meth:`Process.terminate` or :func:`os.kill`
481    while it is trying to use a :class:`Queue`, then the data in the queue is
482    likely to become corrupted.  This may cause any other processes to get an
483    exception when it tries to use the queue later on.
485 .. warning::
487    As mentioned above, if a child process has put items on a queue (and it has
488    not used :meth:`JoinableQueue.cancel_join_thread`), then that process will
489    not terminate until all buffered items have been flushed to the pipe.
491    This means that if you try joining that process you may get a deadlock unless
492    you are sure that all items which have been put on the queue have been
493    consumed.  Similarly, if the child process is non-daemonic then the parent
494    process may hang on exit when it tries to join all its non-daemonic children.
496    Note that a queue created using a manager does not have this issue.  See
497    :ref:`multiprocessing-programming`.
499 For an example of the usage of queues for interprocess communication see
500 :ref:`multiprocessing-examples`.
503 .. function:: Pipe([duplex])
505    Returns a pair ``(conn1, conn2)`` of :class:`Connection` objects representing
506    the ends of a pipe.
508    If *duplex* is ``True`` (the default) then the pipe is bidirectional.  If
509    *duplex* is ``False`` then the pipe is unidirectional: ``conn1`` can only be
510    used for receiving messages and ``conn2`` can only be used for sending
511    messages.
514 .. class:: Queue([maxsize])
516    Returns a process shared queue implemented using a pipe and a few
517    locks/semaphores.  When a process first puts an item on the queue a feeder
518    thread is started which transfers objects from a buffer into the pipe.
520    The usual :exc:`Queue.Empty` and :exc:`Queue.Full` exceptions from the
521    standard library's :mod:`Queue` module are raised to signal timeouts.
523    :class:`Queue` implements all the methods of :class:`Queue.Queue` except for
524    :meth:`~Queue.Queue.task_done` and :meth:`~Queue.Queue.join`.
526    .. method:: qsize()
528       Return the approximate size of the queue.  Because of
529       multithreading/multiprocessing semantics, this number is not reliable.
531       Note that this may raise :exc:`NotImplementedError` on Unix platforms like
532       Mac OS X where ``sem_getvalue()`` is not implemented.
534    .. method:: empty()
536       Return ``True`` if the queue is empty, ``False`` otherwise.  Because of
537       multithreading/multiprocessing semantics, this is not reliable.
539    .. method:: full()
541       Return ``True`` if the queue is full, ``False`` otherwise.  Because of
542       multithreading/multiprocessing semantics, this is not reliable.
544    .. method:: put(item[, block[, timeout]])
546       Put item into the queue.  If the optional argument *block* is ``True``
547       (the default) and *timeout* is ``None`` (the default), block if necessary until
548       a free slot is available.  If *timeout* is a positive number, it blocks at
549       most *timeout* seconds and raises the :exc:`Queue.Full` exception if no
550       free slot was available within that time.  Otherwise (*block* is
551       ``False``), put an item on the queue if a free slot is immediately
552       available, else raise the :exc:`Queue.Full` exception (*timeout* is
553       ignored in that case).
555    .. method:: put_nowait(item)
557       Equivalent to ``put(item, False)``.
559    .. method:: get([block[, timeout]])
561       Remove and return an item from the queue.  If optional args *block* is
562       ``True`` (the default) and *timeout* is ``None`` (the default), block if
563       necessary until an item is available.  If *timeout* is a positive number,
564       it blocks at most *timeout* seconds and raises the :exc:`Queue.Empty`
565       exception if no item was available within that time.  Otherwise (block is
566       ``False``), return an item if one is immediately available, else raise the
567       :exc:`Queue.Empty` exception (*timeout* is ignored in that case).
569    .. method:: get_nowait()
570                get_no_wait()
572       Equivalent to ``get(False)``.
574    :class:`multiprocessing.Queue` has a few additional methods not found in
575    :class:`Queue.Queue`.  These methods are usually unnecessary for most
576    code:
578    .. method:: close()
580       Indicate that no more data will be put on this queue by the current
581       process.  The background thread will quit once it has flushed all buffered
582       data to the pipe.  This is called automatically when the queue is garbage
583       collected.
585    .. method:: join_thread()
587       Join the background thread.  This can only be used after :meth:`close` has
588       been called.  It blocks until the background thread exits, ensuring that
589       all data in the buffer has been flushed to the pipe.
591       By default if a process is not the creator of the queue then on exit it
592       will attempt to join the queue's background thread.  The process can call
593       :meth:`cancel_join_thread` to make :meth:`join_thread` do nothing.
595    .. method:: cancel_join_thread()
597       Prevent :meth:`join_thread` from blocking.  In particular, this prevents
598       the background thread from being joined automatically when the process
599       exits -- see :meth:`join_thread`.
602 .. class:: JoinableQueue([maxsize])
604    :class:`JoinableQueue`, a :class:`Queue` subclass, is a queue which
605    additionally has :meth:`task_done` and :meth:`join` methods.
607    .. method:: task_done()
609       Indicate that a formerly enqueued task is complete. Used by queue consumer
610       threads.  For each :meth:`~Queue.get` used to fetch a task, a subsequent
611       call to :meth:`task_done` tells the queue that the processing on the task
612       is complete.
614       If a :meth:`~Queue.join` is currently blocking, it will resume when all
615       items have been processed (meaning that a :meth:`task_done` call was
616       received for every item that had been :meth:`~Queue.put` into the queue).
618       Raises a :exc:`ValueError` if called more times than there were items
619       placed in the queue.
622    .. method:: join()
624       Block until all items in the queue have been gotten and processed.
626       The count of unfinished tasks goes up whenever an item is added to the
627       queue.  The count goes down whenever a consumer thread calls
628       :meth:`task_done` to indicate that the item was retrieved and all work on
629       it is complete.  When the count of unfinished tasks drops to zero,
630       :meth:`~Queue.join` unblocks.
633 Miscellaneous
634 ~~~~~~~~~~~~~
636 .. function:: active_children()
638    Return list of all live children of the current process.
640    Calling this has the side affect of "joining" any processes which have
641    already finished.
643 .. function:: cpu_count()
645    Return the number of CPUs in the system.  May raise
646    :exc:`NotImplementedError`.
648 .. function:: current_process()
650    Return the :class:`Process` object corresponding to the current process.
652    An analogue of :func:`threading.current_thread`.
654 .. function:: freeze_support()
656    Add support for when a program which uses :mod:`multiprocessing` has been
657    frozen to produce a Windows executable.  (Has been tested with **py2exe**,
658    **PyInstaller** and **cx_Freeze**.)
660    One needs to call this function straight after the ``if __name__ ==
661    '__main__'`` line of the main module.  For example::
663       from multiprocessing import Process, freeze_support
665       def f():
666           print 'hello world!'
668       if __name__ == '__main__':
669           freeze_support()
670           Process(target=f).start()
672    If the ``freeze_support()`` line is missed out then trying to run the frozen
673    executable will raise :exc:`RuntimeError`.
675    If the module is being run normally by the Python interpreter then
676    :func:`freeze_support` has no effect.
678 .. function:: set_executable()
680    Sets the path of the python interpreter to use when starting a child process.
681    (By default :data:`sys.executable` is used).  Embedders will probably need to
682    do some thing like ::
684       setExecutable(os.path.join(sys.exec_prefix, 'pythonw.exe'))
686     before they can create child processes.  (Windows only)
689 .. note::
691    :mod:`multiprocessing` contains no analogues of
692    :func:`threading.active_count`, :func:`threading.enumerate`,
693    :func:`threading.settrace`, :func:`threading.setprofile`,
694    :class:`threading.Timer`, or :class:`threading.local`.
697 Connection Objects
698 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
700 Connection objects allow the sending and receiving of picklable objects or
701 strings.  They can be thought of as message oriented connected sockets.
703 Connection objects usually created using :func:`Pipe` -- see also
704 :ref:`multiprocessing-listeners-clients`.
706 .. class:: Connection
708    .. method:: send(obj)
710       Send an object to the other end of the connection which should be read
711       using :meth:`recv`.
713       The object must be picklable.
715    .. method:: recv()
717       Return an object sent from the other end of the connection using
718       :meth:`send`.  Raises :exc:`EOFError` if there is nothing left to receive
719       and the other end was closed.
721    .. method:: fileno()
723       Returns the file descriptor or handle used by the connection.
725    .. method:: close()
727       Close the connection.
729       This is called automatically when the connection is garbage collected.
731    .. method:: poll([timeout])
733       Return whether there is any data available to be read.
735       If *timeout* is not specified then it will return immediately.  If
736       *timeout* is a number then this specifies the maximum time in seconds to
737       block.  If *timeout* is ``None`` then an infinite timeout is used.
739    .. method:: send_bytes(buffer[, offset[, size]])
741       Send byte data from an object supporting the buffer interface as a
742       complete message.
744       If *offset* is given then data is read from that position in *buffer*.  If
745       *size* is given then that many bytes will be read from buffer.
747    .. method:: recv_bytes([maxlength])
749       Return a complete message of byte data sent from the other end of the
750       connection as a string.  Raises :exc:`EOFError` if there is nothing left
751       to receive and the other end has closed.
753       If *maxlength* is specified and the message is longer than *maxlength*
754       then :exc:`IOError` is raised and the connection will no longer be
755       readable.
757    .. method:: recv_bytes_into(buffer[, offset])
759       Read into *buffer* a complete message of byte data sent from the other end
760       of the connection and return the number of bytes in the message.  Raises
761       :exc:`EOFError` if there is nothing left to receive and the other end was
762       closed.
764       *buffer* must be an object satisfying the writable buffer interface.  If
765       *offset* is given then the message will be written into the buffer from
766       *that position.  Offset must be a non-negative integer less than the
767       *length of *buffer* (in bytes).
769       If the buffer is too short then a :exc:`BufferTooShort` exception is
770       raised and the complete message is available as ``e.args[0]`` where ``e``
771       is the exception instance.
774 For example:
776     >>> from multiprocessing import Pipe
777     >>> a, b = Pipe()
778     >>> a.send([1, 'hello', None])
779     >>> b.recv()
780     [1, 'hello', None]
781     >>> b.send_bytes('thank you')
782     >>> a.recv_bytes()
783     'thank you'
784     >>> import array
785     >>> arr1 = array.array('i', range(5))
786     >>> arr2 = array.array('i', [0] * 10)
787     >>> a.send_bytes(arr1)
788     >>> count = b.recv_bytes_into(arr2)
789     >>> assert count == len(arr1) * arr1.itemsize
790     >>> arr2
791     array('i', [0, 1, 2, 3, 4, 0, 0, 0, 0, 0])
794 .. warning::
796     The :meth:`Connection.recv` method automatically unpickles the data it
797     receives, which can be a security risk unless you can trust the process
798     which sent the message.
800     Therefore, unless the connection object was produced using :func:`Pipe` you
801     should only use the :meth:`~Connection.recv` and :meth:`~Connection.send`
802     methods after performing some sort of authentication.  See
803     :ref:`multiprocessing-auth-keys`.
805 .. warning::
807     If a process is killed while it is trying to read or write to a pipe then
808     the data in the pipe is likely to become corrupted, because it may become
809     impossible to be sure where the message boundaries lie.
812 Synchronization primitives
813 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
815 Generally synchronization primitives are not as necessary in a multiprocess
816 program as they are in a multithreaded program.  See the documentation for
817 :mod:`threading` module.
819 Note that one can also create synchronization primitives by using a manager
820 object -- see :ref:`multiprocessing-managers`.
822 .. class:: BoundedSemaphore([value])
824    A bounded semaphore object: a clone of :class:`threading.BoundedSemaphore`.
826    (On Mac OS X this is indistinguishable from :class:`Semaphore` because
827    ``sem_getvalue()`` is not implemented on that platform).
829 .. class:: Condition([lock])
831    A condition variable: a clone of :class:`threading.Condition`.
833    If *lock* is specified then it should be a :class:`Lock` or :class:`RLock`
834    object from :mod:`multiprocessing`.
836 .. class:: Event()
838    A clone of :class:`threading.Event`.
840 .. class:: Lock()
842    A non-recursive lock object: a clone of :class:`threading.Lock`.
844 .. class:: RLock()
846    A recursive lock object: a clone of :class:`threading.RLock`.
848 .. class:: Semaphore([value])
850    A bounded semaphore object: a clone of :class:`threading.Semaphore`.
852 .. note::
854    The :meth:`acquire` method of :class:`BoundedSemaphore`, :class:`Lock`,
855    :class:`RLock` and :class:`Semaphore` has a timeout parameter not supported
856    by the equivalents in :mod:`threading`.  The signature is
857    ``acquire(block=True, timeout=None)`` with keyword parameters being
858    acceptable.  If *block* is ``True`` and *timeout* is not ``None`` then it
859    specifies a timeout in seconds.  If *block* is ``False`` then *timeout* is
860    ignored.
862    Note that on OS/X ``sem_timedwait`` is unsupported, so timeout arguments
863    for these will be ignored.
865 .. note::
867    If the SIGINT signal generated by Ctrl-C arrives while the main thread is
868    blocked by a call to :meth:`BoundedSemaphore.acquire`, :meth:`Lock.acquire`,
869    :meth:`RLock.acquire`, :meth:`Semaphore.acquire`, :meth:`Condition.acquire`
870    or :meth:`Condition.wait` then the call will be immediately interrupted and
871    :exc:`KeyboardInterrupt` will be raised.
873    This differs from the behaviour of :mod:`threading` where SIGINT will be
874    ignored while the equivalent blocking calls are in progress.
877 Shared :mod:`ctypes` Objects
878 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
880 It is possible to create shared objects using shared memory which can be
881 inherited by child processes.
883 .. function:: Value(typecode_or_type[, *args, lock]])
885    Return a :mod:`ctypes` object allocated from shared memory.  By default the
886    return value is actually a synchronized wrapper for the object.
888    *typecode_or_type* determines the type of the returned object: it is either a
889    ctypes type or a one character typecode of the kind used by the :mod:`array`
890    module.  *\*args* is passed on to the constructor for the type.
892    If *lock* is ``True`` (the default) then a new lock object is created to
893    synchronize access to the value.  If *lock* is a :class:`Lock` or
894    :class:`RLock` object then that will be used to synchronize access to the
895    value.  If *lock* is ``False`` then access to the returned object will not be
896    automatically protected by a lock, so it will not necessarily be
897    "process-safe".
899    Note that *lock* is a keyword-only argument.
901 .. function:: Array(typecode_or_type, size_or_initializer, *, lock=True)
903    Return a ctypes array allocated from shared memory.  By default the return
904    value is actually a synchronized wrapper for the array.
906    *typecode_or_type* determines the type of the elements of the returned array:
907    it is either a ctypes type or a one character typecode of the kind used by
908    the :mod:`array` module.  If *size_or_initializer* is an integer, then it
909    determines the length of the array, and the array will be initially zeroed.
910    Otherwise, *size_or_initializer* is a sequence which is used to initialize
911    the array and whose length determines the length of the array.
913    If *lock* is ``True`` (the default) then a new lock object is created to
914    synchronize access to the value.  If *lock* is a :class:`Lock` or
915    :class:`RLock` object then that will be used to synchronize access to the
916    value.  If *lock* is ``False`` then access to the returned object will not be
917    automatically protected by a lock, so it will not necessarily be
918    "process-safe".
920    Note that *lock* is a keyword only argument.
922    Note that an array of :data:`ctypes.c_char` has *value* and *raw*
923    attributes which allow one to use it to store and retrieve strings.
926 The :mod:`multiprocessing.sharedctypes` module
927 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
929 .. module:: multiprocessing.sharedctypes
930    :synopsis: Allocate ctypes objects from shared memory.
932 The :mod:`multiprocessing.sharedctypes` module provides functions for allocating
933 :mod:`ctypes` objects from shared memory which can be inherited by child
934 processes.
936 .. note::
938    Although it is possible to store a pointer in shared memory remember that
939    this will refer to a location in the address space of a specific process.
940    However, the pointer is quite likely to be invalid in the context of a second
941    process and trying to dereference the pointer from the second process may
942    cause a crash.
944 .. function:: RawArray(typecode_or_type, size_or_initializer)
946    Return a ctypes array allocated from shared memory.
948    *typecode_or_type* determines the type of the elements of the returned array:
949    it is either a ctypes type or a one character typecode of the kind used by
950    the :mod:`array` module.  If *size_or_initializer* is an integer then it
951    determines the length of the array, and the array will be initially zeroed.
952    Otherwise *size_or_initializer* is a sequence which is used to initialize the
953    array and whose length determines the length of the array.
955    Note that setting and getting an element is potentially non-atomic -- use
956    :func:`Array` instead to make sure that access is automatically synchronized
957    using a lock.
959 .. function:: RawValue(typecode_or_type, *args)
961    Return a ctypes object allocated from shared memory.
963    *typecode_or_type* determines the type of the returned object: it is either a
964    ctypes type or a one character typecode of the kind used by the :mod:`array`
965    module.  */*args* is passed on to the constructor for the type.
967    Note that setting and getting the value is potentially non-atomic -- use
968    :func:`Value` instead to make sure that access is automatically synchronized
969    using a lock.
971    Note that an array of :data:`ctypes.c_char` has ``value`` and ``raw``
972    attributes which allow one to use it to store and retrieve strings -- see
973    documentation for :mod:`ctypes`.
975 .. function:: Array(typecode_or_type, size_or_initializer[, *args[, lock]])
977    The same as :func:`RawArray` except that depending on the value of *lock* a
978    process-safe synchronization wrapper may be returned instead of a raw ctypes
979    array.
981    If *lock* is ``True`` (the default) then a new lock object is created to
982    synchronize access to the value.  If *lock* is a :class:`Lock` or
983    :class:`RLock` object then that will be used to synchronize access to the
984    value.  If *lock* is ``False`` then access to the returned object will not be
985    automatically protected by a lock, so it will not necessarily be
986    "process-safe".
988    Note that *lock* is a keyword-only argument.
990 .. function:: Value(typecode_or_type, *args[, lock])
992    The same as :func:`RawValue` except that depending on the value of *lock* a
993    process-safe synchronization wrapper may be returned instead of a raw ctypes
994    object.
996    If *lock* is ``True`` (the default) then a new lock object is created to
997    synchronize access to the value.  If *lock* is a :class:`Lock` or
998    :class:`RLock` object then that will be used to synchronize access to the
999    value.  If *lock* is ``False`` then access to the returned object will not be
1000    automatically protected by a lock, so it will not necessarily be
1001    "process-safe".
1003    Note that *lock* is a keyword-only argument.
1005 .. function:: copy(obj)
1007    Return a ctypes object allocated from shared memory which is a copy of the
1008    ctypes object *obj*.
1010 .. function:: synchronized(obj[, lock])
1012    Return a process-safe wrapper object for a ctypes object which uses *lock* to
1013    synchronize access.  If *lock* is ``None`` (the default) then a
1014    :class:`multiprocessing.RLock` object is created automatically.
1016    A synchronized wrapper will have two methods in addition to those of the
1017    object it wraps: :meth:`get_obj` returns the wrapped object and
1018    :meth:`get_lock` returns the lock object used for synchronization.
1020    Note that accessing the ctypes object through the wrapper can be a lot slower
1021    than accessing the raw ctypes object.
1024 The table below compares the syntax for creating shared ctypes objects from
1025 shared memory with the normal ctypes syntax.  (In the table ``MyStruct`` is some
1026 subclass of :class:`ctypes.Structure`.)
1028 ==================== ========================== ===========================
1029 ctypes               sharedctypes using type    sharedctypes using typecode
1030 ==================== ========================== ===========================
1031 c_double(2.4)        RawValue(c_double, 2.4)    RawValue('d', 2.4)
1032 MyStruct(4, 6)       RawValue(MyStruct, 4, 6)
1033 (c_short * 7)()      RawArray(c_short, 7)       RawArray('h', 7)
1034 (c_int * 3)(9, 2, 8) RawArray(c_int, (9, 2, 8)) RawArray('i', (9, 2, 8))
1035 ==================== ========================== ===========================
1038 Below is an example where a number of ctypes objects are modified by a child
1039 process::
1041    from multiprocessing import Process, Lock
1042    from multiprocessing.sharedctypes import Value, Array
1043    from ctypes import Structure, c_double
1045    class Point(Structure):
1046        _fields_ = [('x', c_double), ('y', c_double)]
1048    def modify(n, x, s, A):
1049        n.value **= 2
1050        x.value **= 2
1051        s.value = s.value.upper()
1052        for a in A:
1053            a.x **= 2
1054            a.y **= 2
1056    if __name__ == '__main__':
1057        lock = Lock()
1059        n = Value('i', 7)
1060        x = Value(ctypes.c_double, 1.0/3.0, lock=False)
1061        s = Array('c', 'hello world', lock=lock)
1062        A = Array(Point, [(1.875,-6.25), (-5.75,2.0), (2.375,9.5)], lock=lock)
1064        p = Process(target=modify, args=(n, x, s, A))
1065        p.start()
1066        p.join()
1068        print n.value
1069        print x.value
1070        print s.value
1071        print [(a.x, a.y) for a in A]
1074 .. highlightlang:: none
1076 The results printed are ::
1078     49
1079     0.1111111111111111
1080     HELLO WORLD
1081     [(3.515625, 39.0625), (33.0625, 4.0), (5.640625, 90.25)]
1083 .. highlightlang:: python
1086 .. _multiprocessing-managers:
1088 Managers
1089 ~~~~~~~~
1091 Managers provide a way to create data which can be shared between different
1092 processes. A manager object controls a server process which manages *shared
1093 objects*.  Other processes can access the shared objects by using proxies.
1095 .. function:: multiprocessing.Manager()
1097    Returns a started :class:`~multiprocessing.managers.SyncManager` object which
1098    can be used for sharing objects between processes.  The returned manager
1099    object corresponds to a spawned child process and has methods which will
1100    create shared objects and return corresponding proxies.
1102 .. module:: multiprocessing.managers
1103    :synopsis: Share data between process with shared objects.
1105 Manager processes will be shutdown as soon as they are garbage collected or
1106 their parent process exits.  The manager classes are defined in the
1107 :mod:`multiprocessing.managers` module:
1109 .. class:: BaseManager([address[, authkey]])
1111    Create a BaseManager object.
1113    Once created one should call :meth:`start` or :meth:`serve_forever` to ensure
1114    that the manager object refers to a started manager process.
1116    *address* is the address on which the manager process listens for new
1117    connections.  If *address* is ``None`` then an arbitrary one is chosen.
1119    *authkey* is the authentication key which will be used to check the validity
1120    of incoming connections to the server process.  If *authkey* is ``None`` then
1121    ``current_process().authkey``.  Otherwise *authkey* is used and it
1122    must be a string.
1124    .. method:: start()
1126       Start a subprocess to start the manager.
1128    .. method:: serve_forever()
1130       Run the server in the current process.
1132    .. method:: from_address(address, authkey)
1134       A class method which creates a manager object referring to a pre-existing
1135       server process which is using the given address and authentication key.
1137    .. method:: get_server()
1139       Returns a :class:`Server` object which represents the actual server under
1140       the control of the Manager. The :class:`Server` object supports the
1141       :meth:`serve_forever` method:
1143       >>> from multiprocessing.managers import BaseManager
1144       >>> m = BaseManager(address=('', 50000), authkey='abc'))
1145       >>> server = m.get_server()
1146       >>> s.serve_forever()
1148       :class:`Server` additionally have an :attr:`address` attribute.
1150    .. method:: connect()
1152       Connect a local manager object to a remote manager process:
1154       >>> from multiprocessing.managers import BaseManager
1155       >>> m = BaseManager(address='127.0.0.1', authkey='abc))
1156       >>> m.connect()
1158    .. method:: shutdown()
1160       Stop the process used by the manager.  This is only available if
1161       :meth:`start` has been used to start the server process.
1163       This can be called multiple times.
1165    .. method:: register(typeid[, callable[, proxytype[, exposed[, method_to_typeid[, create_method]]]]])
1167       A classmethod which can be used for registering a type or callable with
1168       the manager class.
1170       *typeid* is a "type identifier" which is used to identify a particular
1171       type of shared object.  This must be a string.
1173       *callable* is a callable used for creating objects for this type
1174       identifier.  If a manager instance will be created using the
1175       :meth:`from_address` classmethod or if the *create_method* argument is
1176       ``False`` then this can be left as ``None``.
1178       *proxytype* is a subclass of :class:`BaseProxy` which is used to create
1179       proxies for shared objects with this *typeid*.  If ``None`` then a proxy
1180       class is created automatically.
1182       *exposed* is used to specify a sequence of method names which proxies for
1183       this typeid should be allowed to access using
1184       :meth:`BaseProxy._callMethod`.  (If *exposed* is ``None`` then
1185       :attr:`proxytype._exposed_` is used instead if it exists.)  In the case
1186       where no exposed list is specified, all "public methods" of the shared
1187       object will be accessible.  (Here a "public method" means any attribute
1188       which has a :meth:`__call__` method and whose name does not begin with
1189       ``'_'``.)
1191       *method_to_typeid* is a mapping used to specify the return type of those
1192       exposed methods which should return a proxy.  It maps method names to
1193       typeid strings.  (If *method_to_typeid* is ``None`` then
1194       :attr:`proxytype._method_to_typeid_` is used instead if it exists.)  If a
1195       method's name is not a key of this mapping or if the mapping is ``None``
1196       then the object returned by the method will be copied by value.
1198       *create_method* determines whether a method should be created with name
1199       *typeid* which can be used to tell the server process to create a new
1200       shared object and return a proxy for it.  By default it is ``True``.
1202    :class:`BaseManager` instances also have one read-only property:
1204    .. attribute:: address
1206       The address used by the manager.
1209 .. class:: SyncManager
1211    A subclass of :class:`BaseManager` which can be used for the synchronization
1212    of processes.  Objects of this type are returned by
1213    :func:`multiprocessing.Manager`.
1215    It also supports creation of shared lists and dictionaries.
1217    .. method:: BoundedSemaphore([value])
1219       Create a shared :class:`threading.BoundedSemaphore` object and return a
1220       proxy for it.
1222    .. method:: Condition([lock])
1224       Create a shared :class:`threading.Condition` object and return a proxy for
1225       it.
1227       If *lock* is supplied then it should be a proxy for a
1228       :class:`threading.Lock` or :class:`threading.RLock` object.
1230    .. method:: Event()
1232       Create a shared :class:`threading.Event` object and return a proxy for it.
1234    .. method:: Lock()
1236       Create a shared :class:`threading.Lock` object and return a proxy for it.
1238    .. method:: Namespace()
1240       Create a shared :class:`Namespace` object and return a proxy for it.
1242    .. method:: Queue([maxsize])
1244       Create a shared :class:`Queue.Queue` object and return a proxy for it.
1246    .. method:: RLock()
1248       Create a shared :class:`threading.RLock` object and return a proxy for it.
1250    .. method:: Semaphore([value])
1252       Create a shared :class:`threading.Semaphore` object and return a proxy for
1253       it.
1255    .. method:: Array(typecode, sequence)
1257       Create an array and return a proxy for it.
1259    .. method:: Value(typecode, value)
1261       Create an object with a writable ``value`` attribute and return a proxy
1262       for it.
1264    .. method:: dict()
1265                dict(mapping)
1266                dict(sequence)
1268       Create a shared ``dict`` object and return a proxy for it.
1270    .. method:: list()
1271                list(sequence)
1273       Create a shared ``list`` object and return a proxy for it.
1276 Namespace objects
1277 >>>>>>>>>>>>>>>>>
1279 A namespace object has no public methods, but does have writable attributes.
1280 Its representation shows the values of its attributes.
1282 However, when using a proxy for a namespace object, an attribute beginning with
1283 ``'_'`` will be an attribute of the proxy and not an attribute of the referent::
1285    >>> manager = multiprocessing.Manager()
1286    >>> Global = manager.Namespace()
1287    >>> Global.x = 10
1288    >>> Global.y = 'hello'
1289    >>> Global._z = 12.3    # this is an attribute of the proxy
1290    >>> print Global
1291    Namespace(x=10, y='hello')
1294 Customized managers
1295 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>
1297 To create one's own manager, one creates a subclass of :class:`BaseManager` and
1298 use the :meth:`~BaseManager.register` classmethod to register new types or
1299 callables with the manager class.  For example::
1301    from multiprocessing.managers import BaseManager
1303    class MathsClass(object):
1304        def add(self, x, y):
1305            return x + y
1306        def mul(self, x, y):
1307            return x * y
1309    class MyManager(BaseManager):
1310        pass
1312    MyManager.register('Maths', MathsClass)
1314    if __name__ == '__main__':
1315        manager = MyManager()
1316        manager.start()
1317        maths = manager.Maths()
1318        print maths.add(4, 3)         # prints 7
1319        print maths.mul(7, 8)         # prints 56
1322 Using a remote manager
1323 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
1325 It is possible to run a manager server on one machine and have clients use it
1326 from other machines (assuming that the firewalls involved allow it).
1328 Running the following commands creates a server for a single shared queue which
1329 remote clients can access::
1331    >>> from multiprocessing.managers import BaseManager
1332    >>> import Queue
1333    >>> queue = Queue.Queue()
1334    >>> class QueueManager(BaseManager): pass
1335    ...
1336    >>> QueueManager.register('get_queue', callable=lambda:queue)
1337    >>> m = QueueManager(address=('', 50000), authkey='abracadabra')
1338    >>> s = m.get_server()
1339    >>> s.serveForever()
1341 One client can access the server as follows::
1343    >>> from multiprocessing.managers import BaseManager
1344    >>> class QueueManager(BaseManager): pass
1345    ...
1346    >>> QueueManager.register('get_queue')
1347    >>> m = QueueManager(address=('foo.bar.org', 50000), authkey='abracadabra')
1348    >>> m.connect()
1349    >>> queue = m.get_queue()
1350    >>> queue.put('hello')
1352 Another client can also use it::
1354    >>> from multiprocessing.managers import BaseManager
1355    >>> class QueueManager(BaseManager): pass
1356    ...
1357    >>> QueueManager.register('getQueue')
1358    >>> m = QueueManager.from_address(address=('foo.bar.org', 50000), authkey='abracadabra')
1359    >>> queue = m.getQueue()
1360    >>> queue.get()
1361    'hello'
1363 Local processes can also access that queue, using the code from above on the
1364 client to access it remotely::
1366     >>> from multiprocessing import Process, Queue
1367     >>> from multiprocessing.managers import BaseManager
1368     >>> class Worker(Process):
1369     ...     def __init__(self, q):
1370     ...         self.q = q
1371     ...         super(Worker, self).__init__()
1372     ...     def run(self):
1373     ...         self.q.put('local hello')
1374     ...
1375     >>> queue = Queue()
1376     >>> w = Worker(queue)
1377     >>> w.start()
1378     >>> class QueueManager(BaseManager): pass
1379     ...
1380     >>> QueueManager.register('get_queue', callable=lambda: queue)
1381     >>> m = QueueManager(address=('', 50000), authkey='abracadabra')
1382     >>> s = m.get_server()
1383     >>> s.serve_forever()
1385 Proxy Objects
1386 ~~~~~~~~~~~~~
1388 A proxy is an object which *refers* to a shared object which lives (presumably)
1389 in a different process.  The shared object is said to be the *referent* of the
1390 proxy.  Multiple proxy objects may have the same referent.
1392 A proxy object has methods which invoke corresponding methods of its referent
1393 (although not every method of the referent will necessarily be available through
1394 the proxy).  A proxy can usually be used in most of the same ways that its
1395 referent can::
1397    >>> from multiprocessing import Manager
1398    >>> manager = Manager()
1399    >>> l = manager.list([i*i for i in range(10)])
1400    >>> print l
1401    [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
1402    >>> print repr(l)
1403    <ListProxy object, typeid 'list' at 0xb799974c>
1404    >>> l[4]
1405    16
1406    >>> l[2:5]
1407    [4, 9, 16]
1409 Notice that applying :func:`str` to a proxy will return the representation of
1410 the referent, whereas applying :func:`repr` will return the representation of
1411 the proxy.
1413 An important feature of proxy objects is that they are picklable so they can be
1414 passed between processes.  Note, however, that if a proxy is sent to the
1415 corresponding manager's process then unpickling it will produce the referent
1416 itself.  This means, for example, that one shared object can contain a second::
1418    >>> a = manager.list()
1419    >>> b = manager.list()
1420    >>> a.append(b)         # referent of a now contains referent of b
1421    >>> print a, b
1422    [[]] []
1423    >>> b.append('hello')
1424    >>> print a, b
1425    [['hello']] ['hello']
1427 .. note::
1429    The proxy types in :mod:`multiprocessing` do nothing to support comparisons
1430    by value.  So, for instance, ::
1432        manager.list([1,2,3]) == [1,2,3]
1434    will return ``False``.  One should just use a copy of the referent instead
1435    when making comparisons.
1437 .. class:: BaseProxy
1439    Proxy objects are instances of subclasses of :class:`BaseProxy`.
1441    .. method:: _callmethod(methodname[, args[, kwds]])
1443       Call and return the result of a method of the proxy's referent.
1445       If ``proxy`` is a proxy whose referent is ``obj`` then the expression ::
1447          proxy._callmethod(methodname, args, kwds)
1449       will evaluate the expression ::
1451          getattr(obj, methodname)(*args, **kwds)
1453       in the manager's process.
1455       The returned value will be a copy of the result of the call or a proxy to
1456       a new shared object -- see documentation for the *method_to_typeid*
1457       argument of :meth:`BaseManager.register`.
1459       If an exception is raised by the call, then then is re-raised by
1460       :meth:`_callmethod`.  If some other exception is raised in the manager's
1461       process then this is converted into a :exc:`RemoteError` exception and is
1462       raised by :meth:`_callmethod`.
1464       Note in particular that an exception will be raised if *methodname* has
1465       not been *exposed*
1467       An example of the usage of :meth:`_callmethod`::
1469          >>> l = manager.list(range(10))
1470          >>> l._callmethod('__len__')
1471          10
1472          >>> l._callmethod('__getslice__', (2, 7))   # equiv to `l[2:7]`
1473          [2, 3, 4, 5, 6]
1474          >>> l._callmethod('__getitem__', (20,))     # equiv to `l[20]`
1475          Traceback (most recent call last):
1476          ...
1477          IndexError: list index out of range
1479    .. method:: _getvalue()
1481       Return a copy of the referent.
1483       If the referent is unpicklable then this will raise an exception.
1485    .. method:: __repr__
1487       Return a representation of the proxy object.
1489    .. method:: __str__
1491       Return the representation of the referent.
1494 Cleanup
1495 >>>>>>>
1497 A proxy object uses a weakref callback so that when it gets garbage collected it
1498 deregisters itself from the manager which owns its referent.
1500 A shared object gets deleted from the manager process when there are no longer
1501 any proxies referring to it.
1504 Process Pools
1505 ~~~~~~~~~~~~~
1507 .. module:: multiprocessing.pool
1508    :synopsis: Create pools of processes.
1510 One can create a pool of processes which will carry out tasks submitted to it
1511 with the :class:`Pool` class.
1513 .. class:: multiprocessing.Pool([processes[, initializer[, initargs]]])
1515    A process pool object which controls a pool of worker processes to which jobs
1516    can be submitted.  It supports asynchronous results with timeouts and
1517    callbacks and has a parallel map implementation.
1519    *processes* is the number of worker processes to use.  If *processes* is
1520    ``None`` then the number returned by :func:`cpu_count` is used.  If
1521    *initializer* is not ``None`` then each worker process will call
1522    ``initializer(*initargs)`` when it starts.
1524    .. method:: apply(func[, args[, kwds]])
1526       Equivalent of the :func:`apply` builtin function.  It blocks till the
1527       result is ready.
1529    .. method:: apply_async(func[, args[, kwds[, callback]]])
1531       A variant of the :meth:`apply` method which returns a result object.
1533       If *callback* is specified then it should be a callable which accepts a
1534       single argument.  When the result becomes ready *callback* is applied to
1535       it (unless the call failed).  *callback* should complete immediately since
1536       otherwise the thread which handles the results will get blocked.
1538    .. method:: map(func, iterable[, chunksize])
1540       A parallel equivalent of the :func:`map` builtin function.  It blocks till
1541       the result is ready.
1543       This method chops the iterable into a number of chunks which it submits to
1544       the process pool as separate tasks.  The (approximate) size of these
1545       chunks can be specified by setting *chunksize* to a positive integer.
1547    .. method:: map_async(func, iterable[, chunksize[, callback]])
1549       A variant of the :meth:`map` method which returns a result object.
1551       If *callback* is specified then it should be a callable which accepts a
1552       single argument.  When the result becomes ready *callback* is applied to
1553       it (unless the call failed).  *callback* should complete immediately since
1554       otherwise the thread which handles the results will get blocked.
1556    .. method:: imap(func, iterable[, chunksize])
1558       An equivalent of :func:`itertools.imap`.
1560       The *chunksize* argument is the same as the one used by the :meth:`.map`
1561       method.  For very long iterables using a large value for *chunksize* can
1562       make make the job complete **much** faster than using the default value of
1563       ``1``.
1565       Also if *chunksize* is ``1`` then the :meth:`next` method of the iterator
1566       returned by the :meth:`imap` method has an optional *timeout* parameter:
1567       ``next(timeout)`` will raise :exc:`multiprocessing.TimeoutError` if the
1568       result cannot be returned within *timeout* seconds.
1570    .. method:: imap_unordered(func, iterable[, chunksize])
1572       The same as :meth:`imap` except that the ordering of the results from the
1573       returned iterator should be considered arbitrary.  (Only when there is
1574       only one worker process is the order guaranteed to be "correct".)
1576    .. method:: close()
1578       Prevents any more tasks from being submitted to the pool.  Once all the
1579       tasks have been completed the worker processes will exit.
1581    .. method:: terminate()
1583       Stops the worker processes immediately without completing outstanding
1584       work.  When the pool object is garbage collected :meth:`terminate` will be
1585       called immediately.
1587    .. method:: join()
1589       Wait for the worker processes to exit.  One must call :meth:`close` or
1590       :meth:`terminate` before using :meth:`join`.
1593 .. class:: AsyncResult
1595    The class of the result returned by :meth:`Pool.apply_async` and
1596    :meth:`Pool.map_async`.
1598    .. method:: get([timeout])
1600       Return the result when it arrives.  If *timeout* is not ``None`` and the
1601       result does not arrive within *timeout* seconds then
1602       :exc:`multiprocessing.TimeoutError` is raised.  If the remote call raised
1603       an exception then that exception will be reraised by :meth:`get`.
1605    .. method:: wait([timeout])
1607       Wait until the result is available or until *timeout* seconds pass.
1609    .. method:: ready()
1611       Return whether the call has completed.
1613    .. method:: successful()
1615       Return whether the call completed without raising an exception.  Will
1616       raise :exc:`AssertionError` if the result is not ready.
1618 The following example demonstrates the use of a pool::
1620    from multiprocessing import Pool
1622    def f(x):
1623        return x*x
1625    if __name__ == '__main__':
1626        pool = Pool(processes=4)              # start 4 worker processes
1628        result = pool.apply_async(f, (10,))    # evaluate "f(10)" asynchronously
1629        print result.get(timeout=1)           # prints "100" unless your computer is *very* slow
1631        print pool.map(f, range(10))          # prints "[0, 1, 4,..., 81]"
1633        it = pool.imap(f, range(10))
1634        print it.next()                       # prints "0"
1635        print it.next()                       # prints "1"
1636        print it.next(timeout=1)              # prints "4" unless your computer is *very* slow
1638        import time
1639        result = pool.apply_async(time.sleep, (10,))
1640        print result.get(timeout=1)           # raises TimeoutError
1643 .. _multiprocessing-listeners-clients:
1645 Listeners and Clients
1646 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1648 .. module:: multiprocessing.connection
1649    :synopsis: API for dealing with sockets.
1651 Usually message passing between processes is done using queues or by using
1652 :class:`Connection` objects returned by :func:`Pipe`.
1654 However, the :mod:`multiprocessing.connection` module allows some extra
1655 flexibility.  It basically gives a high level message oriented API for dealing
1656 with sockets or Windows named pipes, and also has support for *digest
1657 authentication* using the :mod:`hmac` module.
1660 .. function:: deliver_challenge(connection, authkey)
1662    Send a randomly generated message to the other end of the connection and wait
1663    for a reply.
1665    If the reply matches the digest of the message using *authkey* as the key
1666    then a welcome message is sent to the other end of the connection.  Otherwise
1667    :exc:`AuthenticationError` is raised.
1669 .. function:: answerChallenge(connection, authkey)
1671    Receive a message, calculate the digest of the message using *authkey* as the
1672    key, and then send the digest back.
1674    If a welcome message is not received, then :exc:`AuthenticationError` is
1675    raised.
1677 .. function:: Client(address[, family[, authenticate[, authkey]]])
1679    Attempt to set up a connection to the listener which is using address
1680    *address*, returning a :class:`~multiprocessing.Connection`.
1682    The type of the connection is determined by *family* argument, but this can
1683    generally be omitted since it can usually be inferred from the format of
1684    *address*. (See :ref:`multiprocessing-address-formats`)
1686    If *authentication* is ``True`` or *authkey* is a string then digest
1687    authentication is used.  The key used for authentication will be either
1688    *authkey* or ``current_process().authkey)`` if *authkey* is ``None``.
1689    If authentication fails then :exc:`AuthenticationError` is raised.  See
1690    :ref:`multiprocessing-auth-keys`.
1692 .. class:: Listener([address[, family[, backlog[, authenticate[, authkey]]]]])
1694    A wrapper for a bound socket or Windows named pipe which is 'listening' for
1695    connections.
1697    *address* is the address to be used by the bound socket or named pipe of the
1698    listener object.
1700    *family* is the type of socket (or named pipe) to use.  This can be one of
1701    the strings ``'AF_INET'`` (for a TCP socket), ``'AF_UNIX'`` (for a Unix
1702    domain socket) or ``'AF_PIPE'`` (for a Windows named pipe).  Of these only
1703    the first is guaranteed to be available.  If *family* is ``None`` then the
1704    family is inferred from the format of *address*.  If *address* is also
1705    ``None`` then a default is chosen.  This default is the family which is
1706    assumed to be the fastest available.  See
1707    :ref:`multiprocessing-address-formats`.  Note that if *family* is
1708    ``'AF_UNIX'`` and address is ``None`` then the socket will be created in a
1709    private temporary directory created using :func:`tempfile.mkstemp`.
1711    If the listener object uses a socket then *backlog* (1 by default) is passed
1712    to the :meth:`listen` method of the socket once it has been bound.
1714    If *authenticate* is ``True`` (``False`` by default) or *authkey* is not
1715    ``None`` then digest authentication is used.
1717    If *authkey* is a string then it will be used as the authentication key;
1718    otherwise it must be *None*.
1720    If *authkey* is ``None`` and *authenticate* is ``True`` then
1721    ``current_process().authkey`` is used as the authentication key.  If
1722    *authkey* is ``None`` and *authentication* is ``False`` then no
1723    authentication is done.  If authentication fails then
1724    :exc:`AuthenticationError` is raised.  See :ref:`multiprocessing-auth-keys`.
1726    .. method:: accept()
1728       Accept a connection on the bound socket or named pipe of the listener
1729       object and return a :class:`Connection` object.  If authentication is
1730       attempted and fails, then :exc:`AuthenticationError` is raised.
1732    .. method:: close()
1734       Close the bound socket or named pipe of the listener object.  This is
1735       called automatically when the listener is garbage collected.  However it
1736       is advisable to call it explicitly.
1738    Listener objects have the following read-only properties:
1740    .. attribute:: address
1742       The address which is being used by the Listener object.
1744    .. attribute:: last_accepted
1746       The address from which the last accepted connection came.  If this is
1747       unavailable then it is ``None``.
1750 The module defines two exceptions:
1752 .. exception:: AuthenticationError
1754    Exception raised when there is an authentication error.
1757 **Examples**
1759 The following server code creates a listener which uses ``'secret password'`` as
1760 an authentication key.  It then waits for a connection and sends some data to
1761 the client::
1763    from multiprocessing.connection import Listener
1764    from array import array
1766    address = ('localhost', 6000)     # family is deduced to be 'AF_INET'
1767    listener = Listener(address, authkey='secret password')
1769    conn = listener.accept()
1770    print 'connection accepted from', listener.last_accepted
1772    conn.send([2.25, None, 'junk', float])
1774    conn.send_bytes('hello')
1776    conn.send_bytes(array('i', [42, 1729]))
1778    conn.close()
1779    listener.close()
1781 The following code connects to the server and receives some data from the
1782 server::
1784    from multiprocessing.connection import Client
1785    from array import array
1787    address = ('localhost', 6000)
1788    conn = Client(address, authkey='secret password')
1790    print conn.recv()                 # => [2.25, None, 'junk', float]
1792    print conn.recv_bytes()            # => 'hello'
1794    arr = array('i', [0, 0, 0, 0, 0])
1795    print conn.recv_bytes_into(arr)     # => 8
1796    print arr                         # => array('i', [42, 1729, 0, 0, 0])
1798    conn.close()
1801 .. _multiprocessing-address-formats:
1803 Address Formats
1804 >>>>>>>>>>>>>>>
1806 * An ``'AF_INET'`` address is a tuple of the form ``(hostname, port)`` where
1807   *hostname* is a string and *port* is an integer.
1809 * An ``'AF_UNIX'`` address is a string representing a filename on the
1810   filesystem.
1812 * An ``'AF_PIPE'`` address is a string of the form
1813    :samp:`r'\\\\.\\pipe\\{PipeName}'`.  To use :func:`Client` to connect to a named
1814    pipe on a remote computer called *ServerName* one should use an address of the
1815    form :samp:`r'\\\\{ServerName}\\pipe\\{PipeName}'` instead.
1817 Note that any string beginning with two backslashes is assumed by default to be
1818 an ``'AF_PIPE'`` address rather than an ``'AF_UNIX'`` address.
1821 .. _multiprocessing-auth-keys:
1823 Authentication keys
1824 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1826 When one uses :meth:`Connection.recv`, the data received is automatically
1827 unpickled.  Unfortunately unpickling data from an untrusted source is a security
1828 risk.  Therefore :class:`Listener` and :func:`Client` use the :mod:`hmac` module
1829 to provide digest authentication.
1831 An authentication key is a string which can be thought of as a password: once a
1832 connection is established both ends will demand proof that the other knows the
1833 authentication key.  (Demonstrating that both ends are using the same key does
1834 **not** involve sending the key over the connection.)
1836 If authentication is requested but do authentication key is specified then the
1837 return value of ``current_process().authkey`` is used (see
1838 :class:`~multiprocessing.Process`).  This value will automatically inherited by
1839 any :class:`~multiprocessing.Process` object that the current process creates.
1840 This means that (by default) all processes of a multi-process program will share
1841 a single authentication key which can be used when setting up connections
1842 between the themselves.
1844 Suitable authentication keys can also be generated by using :func:`os.urandom`.
1847 Logging
1848 ~~~~~~~
1850 Some support for logging is available.  Note, however, that the :mod:`logging`
1851 package does not use process shared locks so it is possible (depending on the
1852 handler type) for messages from different processes to get mixed up.
1854 .. currentmodule:: multiprocessing
1855 .. function:: get_logger()
1857    Returns the logger used by :mod:`multiprocessing`.  If necessary, a new one
1858    will be created.
1860    When first created the logger has level :data:`logging.NOTSET` and has a
1861    handler which sends output to :data:`sys.stderr` using format
1862    ``'[%(levelname)s/%(processName)s] %(message)s'``.  (The logger allows use of
1863    the non-standard ``'%(processName)s'`` format.)  Message sent to this logger
1864    will not by default propagate to the root logger.
1866    Note that on Windows child processes will only inherit the level of the
1867    parent process's logger -- any other customization of the logger will not be
1868    inherited.
1870 Below is an example session with logging turned on::
1872     >>> import multiprocessing, logging
1873     >>> logger = multiprocessing.get_logger()
1874     >>> logger.setLevel(logging.INFO)
1875     >>> logger.warning('doomed')
1876     [WARNING/MainProcess] doomed
1877     >>> m = multiprocessing.Manager()
1878     [INFO/SyncManager-1] child process calling self.run()
1879     [INFO/SyncManager-1] manager bound to '\\\\.\\pipe\\pyc-2776-0-lj0tfa'
1880     >>> del m
1881     [INFO/MainProcess] sending shutdown message to manager
1882     [INFO/SyncManager-1] manager exiting with exitcode 0
1885 The :mod:`multiprocessing.dummy` module
1886 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1888 .. module:: multiprocessing.dummy
1889    :synopsis: Dumb wrapper around threading.
1891 :mod:`multiprocessing.dummy` replicates the API of :mod:`multiprocessing` but is
1892 no more than a wrapper around the :mod:`threading` module.
1895 .. _multiprocessing-programming:
1897 Programming guidelines
1898 ----------------------
1900 There are certain guidelines and idioms which should be adhered to when using
1901 :mod:`multiprocessing`.
1904 All platforms
1905 ~~~~~~~~~~~~~
1907 Avoid shared state
1909     As far as possible one should try to avoid shifting large amounts of data
1910     between processes.
1912     It is probably best to stick to using queues or pipes for communication
1913     between processes rather than using the lower level synchronization
1914     primitives from the :mod:`threading` module.
1916 Picklability
1918     Ensure that the arguments to the methods of proxies are picklable.
1920 Thread safety of proxies
1922     Do not use a proxy object from more than one thread unless you protect it
1923     with a lock.
1925     (There is never a problem with different processes using the *same* proxy.)
1927 Joining zombie processes
1929     On Unix when a process finishes but has not been joined it becomes a zombie.
1930     There should never be very many because each time a new process starts (or
1931     :func:`active_children` is called) all completed processes which have not
1932     yet been joined will be joined.  Also calling a finished process's
1933     :meth:`Process.is_alive` will join the process.  Even so it is probably good
1934     practice to explicitly join all the processes that you start.
1936 Better to inherit than pickle/unpickle
1938     On Windows many types from :mod:`multiprocessing` need to be picklable so
1939     that child processes can use them.  However, one should generally avoid
1940     sending shared objects to other processes using pipes or queues.  Instead
1941     you should arrange the program so that a process which need access to a
1942     shared resource created elsewhere can inherit it from an ancestor process.
1944 Avoid terminating processes
1946     Using the :meth:`Process.terminate` method to stop a process is liable to
1947     cause any shared resources (such as locks, semaphores, pipes and queues)
1948     currently being used by the process to become broken or unavailable to other
1949     processes.
1951     Therefore it is probably best to only consider using
1952     :meth:`Process.terminate` on processes which never use any shared resources.
1954 Joining processes that use queues
1956     Bear in mind that a process that has put items in a queue will wait before
1957     terminating until all the buffered items are fed by the "feeder" thread to
1958     the underlying pipe.  (The child process can call the
1959     :meth:`Queue.cancel_join_thread` method of the queue to avoid this behaviour.)
1961     This means that whenever you use a queue you need to make sure that all
1962     items which have been put on the queue will eventually be removed before the
1963     process is joined.  Otherwise you cannot be sure that processes which have
1964     put items on the queue will terminate.  Remember also that non-daemonic
1965     processes will be automatically be joined.
1967     An example which will deadlock is the following::
1969         from multiprocessing import Process, Queue
1971         def f(q):
1972             q.put('X' * 1000000)
1974         if __name__ == '__main__':
1975             queue = Queue()
1976             p = Process(target=f, args=(queue,))
1977             p.start()
1978             p.join()                    # this deadlocks
1979             obj = queue.get()
1981     A fix here would be to swap the last two lines round (or simply remove the
1982     ``p.join()`` line).
1984 Explicitly pass resources to child processes
1986     On Unix a child process can make use of a shared resource created in a
1987     parent process using a global resource.  However, it is better to pass the
1988     object as an argument to the constructor for the child process.
1990     Apart from making the code (potentially) compatible with Windows this also
1991     ensures that as long as the child process is still alive the object will not
1992     be garbage collected in the parent process.  This might be important if some
1993     resource is freed when the object is garbage collected in the parent
1994     process.
1996     So for instance ::
1998         from multiprocessing import Process, Lock
2000         def f():
2001             ... do something using "lock" ...
2003         if __name__ == '__main__':
2004            lock = Lock()
2005            for i in range(10):
2006                 Process(target=f).start()
2008     should be rewritten as ::
2010         from multiprocessing import Process, Lock
2012         def f(l):
2013             ... do something using "l" ...
2015         if __name__ == '__main__':
2016            lock = Lock()
2017            for i in range(10):
2018                 Process(target=f, args=(lock,)).start()
2021 Windows
2022 ~~~~~~~
2024 Since Windows lacks :func:`os.fork` it has a few extra restrictions:
2026 More picklability
2028     Ensure that all arguments to :meth:`Process.__init__` are picklable.  This
2029     means, in particular, that bound or unbound methods cannot be used directly
2030     as the ``target`` argument on Windows --- just define a function and use
2031     that instead.
2033     Also, if you subclass :class:`Process` then make sure that instances will be
2034     picklable when the :meth:`Process.start` method is called.
2036 Global variables
2038     Bear in mind that if code run in a child process tries to access a global
2039     variable, then the value it sees (if any) may not be the same as the value
2040     in the parent process at the time that :meth:`Process.start` was called.
2042     However, global variables which are just module level constants cause no
2043     problems.
2045 Safe importing of main module
2047     Make sure that the main module can be safely imported by a new Python
2048     interpreter without causing unintended side effects (such a starting a new
2049     process).
2051     For example, under Windows running the following module would fail with a
2052     :exc:`RuntimeError`::
2054         from multiprocessing import Process
2056         def foo():
2057             print 'hello'
2059         p = Process(target=foo)
2060         p.start()
2062     Instead one should protect the "entry point" of the program by using ``if
2063     __name__ == '__main__':`` as follows::
2065        from multiprocessing import Process, freeze_support
2067        def foo():
2068            print 'hello'
2070        if __name__ == '__main__':
2071            freeze_support()
2072            p = Process(target=foo)
2073            p.start()
2075     (The ``freeze_support()`` line can be omitted if the program will be run
2076     normally instead of frozen.)
2078     This allows the newly spawned Python interpreter to safely import the module
2079     and then run the module's ``foo()`` function.
2081     Similar restrictions apply if a pool or manager is created in the main
2082     module.
2085 .. _multiprocessing-examples:
2087 Examples
2088 --------
2090 Demonstration of how to create and use customized managers and proxies:
2092 .. literalinclude:: ../includes/mp_newtype.py
2095 Using :class:`Pool`:
2097 .. literalinclude:: ../includes/mp_pool.py
2100 Synchronization types like locks, conditions and queues:
2102 .. literalinclude:: ../includes/mp_synchronize.py
2105 An showing how to use queues to feed tasks to a collection of worker process and
2106 collect the results:
2108 .. literalinclude:: ../includes/mp_workers.py
2111 An example of how a pool of worker processes can each run a
2112 :class:`SimpleHTTPServer.HttpServer` instance while sharing a single listening
2113 socket.
2115 .. literalinclude:: ../includes/mp_webserver.py
2118 Some simple benchmarks comparing :mod:`multiprocessing` with :mod:`threading`:
2120 .. literalinclude:: ../includes/mp_benchmarks.py
2122 An example/demo of how to use the :class:`managers.SyncManager`, :class:`Process`
2123 and others to build a system which can distribute processes and work via a
2124 distributed queue to a "cluster" of machines on a network, accessible via SSH.
2125 You will need to have private key authentication for all hosts configured for
2126 this to work.
2128 .. literalinclude:: ../includes/mp_distributing.py