Какие существуют способы межпроцессного взаимодействия (IPC) в Python?

Межпроцессное взаимодействие (IPC, Inter-Process Communication) — это механизмы, позволяющие отдельным процессам обмениваться данными и синхронизировать свои действия. В Python основные инструменты для IPC предоставляет модуль multiprocessing.

Основные способы:

1. Очереди (multiprocessing.Queue) Потокобезопасный FIFO-канал (первым вошел — первым вышел). Это наиболее распространенный и гибкий способ для обмена объектами между несколькими процессами.

   from multiprocessing import Process, Queue
   
   def worker(q):
       # Процесс-потомок кладет данные в очередь
       q.put('Hello from child process!')
   
   if __name__ == "__main__":
       q = Queue()
       p = Process(target=worker, args=(q,))
       p.start()
   
       # Родительский процесс забирает данные из очереди
       print(q.get())  # Выведет: Hello from child process!
       p.join()

2. Каналы (multiprocessing.Pipe) Двунаправленный канал связи между двумя процессами. Работает быстрее, чем Queue, но менее гибок, так как связывает только две конечные точки.

3. Разделяемая память (multiprocessing.Value, multiprocessing.Array) Позволяет нескольким процессам иметь доступ к одному и тому же блоку памяти. Это самый быстрый способ обмена данными, но он требует ручной синхронизации (например, с помощью multiprocessing.Lock) для предотвращения состояния гонки.

4. Менеджеры (multiprocessing.Manager) Предоставляют способ обмена более сложными объектами Python (например, списками или словарями) между процессами. Менеджер запускает серверный процесс, к которому подключаются остальные процессы для изменения разделяемых объектов.

Выбор метода:

• Для простого и надежного обмена данными между несколькими процессами используйте Queue.
• Для быстрой связи между двумя процессами — Pipe.
• Для максимальной производительности при обмене простыми типами данных — Value/Array с ручной синхронизацией.