Python使用進程池并發(fā)執(zhí)行SQL語句的操作代碼
這段代碼使用了 Python 的 multiprocessing
模塊來實現真正的并行處理,繞過 Python 的全局解釋器鎖(GIL)限制,從而在多核 CPU 上并發(fā)執(zhí)行多個 SQL 語句。
from pyhive import hive import multiprocessing # 建立連接 conn = hive.Connection(host="localhost", port=10000, username="your_username", password="your_password") # SQL 語句列表 sql_statements = [ "INSERT INTO table1 VALUES (1, 'value1')", "INSERT INTO table1 VALUES (2, 'value2')", "INSERT INTO table1 VALUES (3, 'value3')" ] # 定義執(zhí)行函數 def execute_sql(sql): with conn.cursor() as cursor: cursor.execute(sql) # 確保多進程代碼只在主進程中執(zhí)行 if __name__ == '__main__': # 使用進程池并發(fā)執(zhí)行 with multiprocessing.Pool() as pool: pool.map(execute_sql, sql_statements) # 關閉連接 conn.close()
1. 導入模塊
from pyhive import hive import multiprocessing
pyhive
: 這是用于連接和操作 Hive 數據庫的 Python 庫。hive.Connection
用于建立與 Hive 數據庫的連接。multiprocessing
: 這是 Python 的標準庫,用于創(chuàng)建和管理進程。通過multiprocessing
,我們可以繞過 Python 的 GIL(全局解釋器鎖)限制,實現真正的并行處理。
2. 建立數據庫連接
conn = hive.Connection(host="localhost", port=10000, username="your_username", password="your_password")
- 這里我們使用
hive.Connection
建立一個到 Hive 數據庫的連接。 - 參數:
host
: HiveServer2 的主機地址,通常是localhost
或 HiveServer2 運行的服務器 IP。port
: HiveServer2 的端口號,默認是10000
。username
: 連接 Hive 使用的用戶名。password
: 連接 Hive 使用的密碼。
這個連接對象 conn
將在后續(xù)的代碼中用于創(chuàng)建游標(cursor),并通過游標執(zhí)行 SQL 語句。
3. 定義 SQL 語句列表
sql_statements = [ "INSERT INTO table1 VALUES (1, 'value1')", "INSERT INTO table1 VALUES (2, 'value2')", "INSERT INTO table1 VALUES (3, 'value3')" ]
- 這里定義了一個包含多個 SQL 語句的列表
sql_statements
。每個語句都是一個插入操作,將數據插入到 Hive 表table1
中。 - 你可以根據實際需求修改這些 SQL 語句。
4. 定義執(zhí)行函數
def execute_sql(sql): with conn.cursor() as cursor: cursor.execute(sql)
execute_sql
函數是用于執(zhí)行單個 SQL 語句的函數。with conn.cursor() as cursor
:為當前數據庫連接創(chuàng)建一個游標對象cursor
,這個游標用于執(zhí)行 SQL 語句。cursor.execute(sql)
:執(zhí)行傳入的 SQL 語句。
- 這個函數會被進程池中的每個進程調用,每個進程都會獨立執(zhí)行一個 SQL 語句。
5. 使用進程池并發(fā)執(zhí)行
with multiprocessing.Pool() as pool: pool.map(execute_sql, sql_statements)
multiprocessing.Pool()
:創(chuàng)建一個進程池。進程池可以管理一組工作進程,并將任務分配給這些進程。- 默認情況下,
Pool()
會根據系統的 CPU 核心數創(chuàng)建相應數量的工作進程。 - 你可以通過參數指定池中的進程數量,例如
Pool(4)
表示創(chuàng)建 4 個工作進程。
- 默認情況下,
pool.map(execute_sql, sql_statements)
:pool.map
方法會將execute_sql
函數應用到sql_statements
列表中的每個元素上。pool.map
方法會自動將 SQL 語句列表分配給進程池中的工作進程,每個進程獨立執(zhí)行一個 SQL 語句。- 這個過程是并行的,多個進程可以同時執(zhí)行不同的 SQL 語句,從而提高執(zhí)行效率。
6. 關閉數據庫連接
conn.close()
- 在所有 SQL 語句執(zhí)行完畢后,我們關閉數據庫連接,釋放資源。
進程池的工作原理
multiprocessing.Pool
提供了一種方便的方式來并行化執(zhí)行函數。其工作原理如下:
- 創(chuàng)建進程池:當你創(chuàng)建一個
Pool
對象時,會啟動多個工作進程(數量可以指定,或默認根據 CPU 核心數決定)。 - 任務分配:當你調用
pool.map
時,進程池會將任務(在這里是execute_sql
函數)分配給空閑的工作進程。 - 并行執(zhí)行:每個工作進程獨立執(zhí)行分配給它的任務,互不干擾。
- 結果收集:
pool.map
會收集所有工作進程的執(zhí)行結果,并按照原始任務列表的順序返回結果。
為什么使用進程池而不是線程池?
- GIL 限制:Python 的全局解釋器鎖(GIL)限制了多線程的并行執(zhí)行能力,尤其是在 CPU 密集型任務中,多線程并不能充分利用多核 CPU。
- 進程并行:
multiprocessing
模塊通過創(chuàng)建多個進程來繞過 GIL 限制,每個進程都有自己的 Python 解釋器和內存空間,因此可以實現真正的并行執(zhí)行。 - 適用場景:
- 線程池:適合 I/O 密集型任務(例如,等待數據庫查詢結果)。
- 進程池:適合 CPU 密集型任務(例如,并行計算、數據處理等),或者你需要繞過 GIL 限制時。
注意事項
- 數據庫連接:在多進程環(huán)境中,每個進程都有自己的內存空間,因此每個進程需要獨立的數據庫連接。在上述代碼中,每個進程都通過
conn.cursor()
創(chuàng)建了自己的游標。 - 進程開銷:創(chuàng)建和銷毀進程有一定的開銷,因此對于非常短小的任務,進程池可能不會顯著提高性能。在這種情況下,可以考慮調整進程池的大小或使用其他優(yōu)化手段。
- 連接池:如果你的程序需要頻繁訪問數據庫,可以考慮使用數據庫連接池來復用數據庫連接,減少連接建立和關閉的開銷。
總結
- 進程池:通過
multiprocessing.Pool
實現,可以繞過 Python 的 GIL 限制,實現真正的并行處理。 - 適用場景:適合 CPU 密集型任務或需要并行執(zhí)行多個獨立任務的場景。
- 代碼結構:
- 建立數據庫連接。
- 定義 SQL 語句列表。
- 定義執(zhí)行函數
execute_sql
。 - 使用進程池并發(fā)執(zhí)行 SQL 語句。
- 關閉數據庫連接。
通過這種方式,你可以充分利用多核 CPU 的優(yōu)勢,并發(fā)執(zhí)行多個 SQL 語句,從而提高程序的執(zhí)行效率。
解決多進程報錯
你遇到的錯誤是 RuntimeError
,這是因為你在使用 multiprocessing
時沒有正確地保護代碼的入口點。具體來說,在 Windows 系統上(以及其他非 fork 的啟動方式),你必須將多進程相關的代碼放在 if __name__ == '__main__':
語句塊中,以避免子進程在啟動時重新導入主模塊并執(zhí)行不必要的代碼。
錯誤原因:
在 Windows 系統中,Python 的 multiprocessing
模塊使用 spawn 啟動子進程,這意味著子進程會重新導入當前腳本。如果不加以保護,子進程會再次執(zhí)行主模塊中的代碼,導致遞歸創(chuàng)建進程并拋出錯誤。
解決方案:
你需要將多進程相關的代碼放在 if __name__ == '__main__':
語句塊中,確保只有主進程會執(zhí)行這些代碼,而子進程不會。
修改后的代碼:
import multiprocessing data = [ "1", "2", "3" ] # 定義執(zhí)行函數 def print_str(data): print(data) # 確保多進程代碼只在主進程中執(zhí)行 if __name__ == '__main__': # 使用進程池并發(fā)執(zhí)行 with multiprocessing.Pool() as pool: pool.map(print_str, data)
解釋:
if __name__ == '__main__':
確保了只有在直接運行當前腳本時,才會執(zhí)行其中的多進程代碼。子進程不會執(zhí)行這個代碼塊,從而避免了遞歸創(chuàng)建進程的問題。- 在 Windows 系統上,這是使用
multiprocessing
時必須遵循的慣用寫法。
其他注意事項:
- 如果你打算將腳本打包成可執(zhí)行文件(例如使用
pyinstaller
),你還需要調用multiprocessing.freeze_support()
,不過在大多數腳本運行的情況下,這個調用不是必須的。
例如:
if __name__ == '__main__': multiprocessing.freeze_support() # 如果需要打包成可執(zhí)行文件,可以加上這行 with multiprocessing.Pool() as pool: pool.map(print_str, data)
執(zhí)行sql 簡單示例
import multiprocessing data = [ ] # 定義執(zhí)行函數 def print_str(data): print(data) # 確保多進程代碼只在主進程中執(zhí)行 if __name__ == '__main__': data2 = [ "1", "2", "3" ] for i in data2: data_str = f""" inset into {i} """ data.append(data_str) # 使用進程池并發(fā)執(zhí)行 with multiprocessing.Pool() as pool: pool.map(print_str, data)
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