`concurrent.futures` — Lanzamiento de tareas paralelas¶

Nuevo en la versión 3.2.

Código fuente: Lib/concurrent/futures/thread.py y Lib/concurrent/futures/process.py

El módulo concurrent.futures provee una interfaz de alto nivel para ejecutar invocables de forma asincrónica.

La ejecución asincrónica se puede realizar mediante hilos, usando ThreadPoolExecutor, o procesos independientes, mediante ProcessPoolExecutor. Ambos implementan la misma interfaz, que se encuentra definida por la clase abstracta Executor.

Availability: not Emscripten, not WASI.

This module does not work or is not available on WebAssembly platforms wasm32-emscripten and wasm32-wasi. See Plataformas WebAssembly for more information.

Objetos ejecutores¶

class concurrent.futures.Executor¶

Una clase abstracta que proporciona métodos para ejecutar llamadas de forma asincrónica. No debe ser utilizada directamente, sino a través de sus subclases.

submit(fn, /, *args, **kwargs)¶

Schedules the callable, fn, to be executed as fn(*args, **kwargs) and returns a Future object representing the execution of the callable.

with ThreadPoolExecutor(max_workers=1) as executor:
    future = executor.submit(pow, 323, 1235)
    print(future.result())

map(fn, *iterables, timeout=None, chunksize=1)¶

Similar to map(fn, *iterables) except:

los iterables son recolectados inmediatamente, en lugar de perezosamente;
fn is executed asynchronously and several calls to fn may be made concurrently.

The returned iterator raises a TimeoutError if __next__() is called and the result isn’t available after timeout seconds from the original call to Executor.map(). timeout can be an int or a float. If timeout is not specified or None, there is no limit to the wait time.

If a fn call raises an exception, then that exception will be raised when its value is retrieved from the iterator.

Al usar ProcessPoolExecutor, este método divide los iterables en varios fragmentos que luego envía al grupo como tareas separadas. El tamaño (aproximado) de estos fragmentos puede especificarse estableciendo chunksize a un entero positivo. El uso de un valor grande para chunksize puede mejorar significativamente el rendimiento en comparación con el tamaño predeterminado de 1. Con ThreadPoolExecutor, el chunksize no tiene ningún efecto.

Distinto en la versión 3.5: Se agregó el argumento chunksize.

shutdown(wait=True, *, cancel_futures=False)¶

Indica al ejecutor que debe liberar todos los recursos que está utilizando cuando los futuros actualmente pendientes de ejecución finalicen. Las llamadas a Executor.submit() y Executor.map() realizadas después del apagado lanzarán RuntimeError.

Si wait es True este método no retornará hasta que todos los futuros pendientes hayan terminado su ejecución y los recursos asociados al ejecutor hayan sido liberados. Si wait es False, este método retornará de inmediato y los recursos asociados al ejecutor se liberarán cuando todos los futuros asociados hayan finalizado su ejecución. Independientemente del valor de wait, el programa Python entero no finalizará hasta que todos los futuros pendientes hayan finalizado su ejecución.

Si cancel_futures es True, este método cancelará todos los futuros pendientes que el ejecutor no ha comenzado a ejecutar. Los futuros que se completen o estén en ejecución no se cancelarán, independientemente del valor de cancel_futures.

Si tanto cancel_futures como wait son True, todos los futuros que el ejecutor ha comenzado a ejecutar se completarán antes de que regrese este método. Los futuros restantes se cancelan.

Se puede evitar tener que llamar este método explícitamente si se usa la sentencia with, la cual apagará el Executor (esperando como si Executor.shutdown() hubiera sido llamado con wait en True):

import shutil
with ThreadPoolExecutor(max_workers=4) as e:
    e.submit(shutil.copy, 'src1.txt', 'dest1.txt')
    e.submit(shutil.copy, 'src2.txt', 'dest2.txt')
    e.submit(shutil.copy, 'src3.txt', 'dest3.txt')
    e.submit(shutil.copy, 'src4.txt', 'dest4.txt')

Distinto en la versión 3.9: Agregado cancel_futures.

ThreadPoolExecutor¶

ThreadPoolExecutor es una subclase de Executor que usa un grupo de hilos para ejecutar llamadas de forma asincrónica.

Pueden ocurrir bloqueos mutuos cuando la llamada asociada a un Future espera el resultado de otro Future. Por ejemplo:

import time
def wait_on_b():
    time.sleep(5)
    print(b.result())  # b will never complete because it is waiting on a.
    return 5

def wait_on_a():
    time.sleep(5)
    print(a.result())  # a will never complete because it is waiting on b.
    return 6


executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=2)
a = executor.submit(wait_on_b)
b = executor.submit(wait_on_a)

Y:

def wait_on_future():
    f = executor.submit(pow, 5, 2)
    # This will never complete because there is only one worker thread and
    # it is executing this function.
    print(f.result())

executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=1)
executor.submit(wait_on_future)

class concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=None, thread_name_prefix='', initializer=None, initargs=())¶

Subclase de Executor que utiliza un grupo de hilos de max_workers como máximo para ejecutar llamadas de forma asincrónica.

Todos los hilos que se hayan puesto en cola en ThreadPoolExecutor se unirán antes de que el intérprete pueda salir. Tenga en cuenta que el controlador de salida que hace esto se ejecuta antes de cualquier controlador de salida añadido mediante atexit. Esto significa que las excepciones en el hilo principal deben ser capturadas y manejadas para indicar a los hilos que salgan correctamente. Por esta razón, se recomienda no utilizar ThreadPoolExecutor para tareas de larga duración.

initializer es un invocable opcional que es llamado al comienzo de cada hilo de trabajo; initargs es una tupla de argumentos pasados al inicializador. Si el initializer lanza una excepción, todos los trabajos actualmente pendientes lanzarán BrokenThreadPool, así como cualquier intento de enviar más trabajos al grupo.

Distinto en la versión 3.5: Si max_workers es None o no es especificado, se tomará por defecto el número de procesadores de la máquina, multiplicado por 5, asumiendo que ThreadPoolExecutor a menudo se utiliza para paralelizar E/S en lugar de trabajo de CPU y que el numero de trabajadores debe ser mayor que el número de trabajadores para ProcessPoolExecutor.

Distinto en la versión 3.6: Added the thread_name_prefix parameter to allow users to control the threading.Thread names for worker threads created by the pool for easier debugging.

Distinto en la versión 3.7: Se agregaron los argumentos initializer y initargs.

Distinto en la versión 3.8: El valor predeterminado de max_workers fue reemplazado por min(32, os.cpu_count() + 4). Este valor predeterminado conserva al menos 5 trabajadores para las tareas vinculadas de E/S. Utiliza como máximo 32 núcleos de CPU para tareas vinculadas a la CPU que liberan el GIL. Y evita utilizar recursos muy grandes implícitamente en máquinas de muchos núcleos.

ThreadPoolExecutor ahora también reutiliza hilos inactivos antes de crear max_workers hilos de trabajo.

Ejemplo de ThreadPoolExecutor¶

import concurrent.futures
import urllib.request

URLS = ['http://www.foxnews.com/',
        'http://www.cnn.com/',
        'http://europe.wsj.com/',
        'http://www.bbc.co.uk/',
        'http://nonexistant-subdomain.python.org/']

# Retrieve a single page and report the URL and contents
def load_url(url, timeout):
    with urllib.request.urlopen(url, timeout=timeout) as conn:
        return conn.read()

# We can use a with statement to ensure threads are cleaned up promptly
with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=5) as executor:
    # Start the load operations and mark each future with its URL
    future_to_url = {executor.submit(load_url, url, 60): url for url in URLS}
    for future in concurrent.futures.as_completed(future_to_url):
        url = future_to_url[future]
        try:
            data = future.result()
        except Exception as exc:
            print('%r generated an exception: %s' % (url, exc))
        else:
            print('%r page is %d bytes' % (url, len(data)))

ProcessPoolExecutor¶

La clase ProcessPoolExecutor es una subclase Executor que usa un grupo de procesos para ejecutar llamadas de forma asíncrona. ProcessPoolExecutor usa el módulo multiprocessing, que le permite eludir el Global Interpreter Lock pero también significa que solo los objetos seleccionables pueden ser ejecutados y retornados.

El módulo __main__ debe ser importable por los subprocesos trabajadores. Esto significa que ProcessPoolExecutor no funcionará en el intérprete interactivo.

Llamar a métodos de Executor o Future desde el invocable enviado a ProcessPoolExecutor resultará en bloqueos mutuos.

class concurrent.futures.ProcessPoolExecutor(max_workers=None, mp_context=None, initializer=None, initargs=(), max_tasks_per_child=None)¶

Subclase de Executor que ejecuta llamadas asincrónicas mediante un grupo de, como máximo, max_workers procesos. Si max_workers es None o no fue especificado, el número predeterminado será la cantidad de procesadores de la máquina, Si max_workers es menor o igual a 0, la excepción ValueError será lanzada. En Windows, max_workers debe ser menor o igual a 61. Si no es así, la excepción ValueError será lanzada. Si max_workers es None, el número predeterminado será 61 como máximo, aún si existen más procesadores disponibles. mp_context puede ser un contexto de multiprocesamiento o None y será utilizado para iniciar los trabajadores. Si mp_context es None o no es especificado, se utilizará el contexto predeterminado de multiprocesamiento.

initializer es un invocable opcional que es llamado al comienzo de cada proceso trabajador; initargs es una tupla de argumentos pasados al inicializador. Si el initializer lanza una excepción, todos los trabajos actualmente pendientes lanzarán BrokenProcessPool, así como cualquier intento de enviar más trabajos al grupo.

max_tasks_per_child es un argumento opcional que especifica el número máximo de tareas que un único proceso puede ejecutar antes de salir y ser reemplazado por un nuevo proceso de trabajo. Por defecto, max_tasks_per_child es None, lo que significa que los procesos de trabajo vivirán tanto como el pool. Cuando se especifica un máximo, el método de inicio de multiprocesamiento «spawn» se utilizará por defecto en ausencia de un parámetro mp_context. Esta característica es incompatible con el método de inicio «fork».

Distinto en la versión 3.3: When one of the worker processes terminates abruptly, a BrokenProcessPool error is now raised. Previously, behaviour was undefined but operations on the executor or its futures would often freeze or deadlock.

Distinto en la versión 3.7: El argumento mp_context se agregó para permitir a los usuarios controlar el método de iniciación para procesos de trabajo creados en el grupo.

Se agregaron los argumentos initializer y initargs.

Distinto en la versión 3.11: The max_tasks_per_child argument was added to allow users to control the lifetime of workers in the pool.

Ejemplo de ProcessPoolExecutor¶

import concurrent.futures
import math

PRIMES = [
    112272535095293,
    112582705942171,
    112272535095293,
    115280095190773,
    115797848077099,
    1099726899285419]

def is_prime(n):
    if n < 2:
        return False
    if n == 2:
        return True
    if n % 2 == 0:
        return False

    sqrt_n = int(math.floor(math.sqrt(n)))
    for i in range(3, sqrt_n + 1, 2):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

def main():
    with concurrent.futures.ProcessPoolExecutor() as executor:
        for number, prime in zip(PRIMES, executor.map(is_prime, PRIMES)):
            print('%d is prime: %s' % (number, prime))

if __name__ == '__main__':
    main()

Objetos futuro¶

La clase Future encapsula la ejecución asincrónica del invocable. Las instancias de Future son creadas por Executor.submit().

class concurrent.futures.Future¶

Encapsula la ejecución asincrónica del invocable. Las instancias de Future son creadas por Executor.submit() y no deberían ser creadas directamente, excepto para pruebas.

cancel()¶: Intenta cancelar la llamada. Si el invocable está siendo ejecutado o ha finalizado su ejecución y no puede ser cancelado el método retornará False, de lo contrario la llamada será cancelada y el método retornará True.

cancelled()¶: Retorna True si la llamada fue cancelada exitosamente.

running()¶: Retorna True si la llamada está siendo ejecutada y no puede ser cancelada.

done()¶: Retorna True si la llamada fue cancelada exitosamente o terminó su ejecución.

result(timeout=None)¶

Return the value returned by the call. If the call hasn’t yet completed then this method will wait up to timeout seconds. If the call hasn’t completed in timeout seconds, then a TimeoutError will be raised. timeout can be an int or float. If timeout is not specified or None, there is no limit to the wait time.

Si el futuro es cancelado antes de finalizar su ejecución, CancelledError será lanzada.

Si la llamada lanzó una excepción, este método lanzará la misma excepción.

exception(timeout=None)¶

Return the exception raised by the call. If the call hasn’t yet completed then this method will wait up to timeout seconds. If the call hasn’t completed in timeout seconds, then a TimeoutError will be raised. timeout can be an int or float. If timeout is not specified or None, there is no limit to the wait time.

Si el futuro es cancelado antes de finalizar su ejecución, CancelledError será lanzada.

Si la llamada es completada sin excepciones, se retornará `None.

add_done_callback(fn)¶

Asocia el invocable fn al futuro. fn va a ser llamada, con el futuro como su único argumento, cuando el futuro sea cancelado o finalice su ejecución.

Los invocables agregados se llaman en el orden en que se agregaron y siempre se llaman en un hilo que pertenece al proceso que los agregó. Si el invocable genera una subclase Exception, se registrará y se ignorará. Si el invocable genera una subclase BaseException, el comportamiento no está definido.

Si el futuro ya ha finalizado su ejecución o fue cancelado, fn retornará inmediatamente.

Los siguientes métodos de Future están pensados para ser usados en pruebas unitarias e implementaciones de Executor.

set_running_or_notify_cancel()¶

Este método sólo debe ser llamado en implementaciones de Executor antes de ejecutar el trabajo asociado al Future y por las pruebas unitarias.

If the method returns False then the Future was cancelled, i.e. Future.cancel() was called and returned True. Any threads waiting on the Future completing (i.e. through as_completed() or wait()) will be woken up.

If the method returns True then the Future was not cancelled and has been put in the running state, i.e. calls to Future.running() will return True.

Este método solo puede ser llamado una sola vez y no puede ser llamado luego de haber llamado a Future.set_result() o a Future.set_exception().

set_result(result)¶

Establece result como el resultado del trabajo asociado al Future.

Este método solo debe ser usado por implementaciones de Executor y pruebas unitarias.

Distinto en la versión 3.8: Este método lanza concurrent.futures.InvalidStateError si Future ya ha finalizado su ejecución.

set_exception(exception)¶

Establece exception, subclase de Exception, como el resultado del trabajo asociado al Future.

Este método solo debe ser usado por implementaciones de Executor y pruebas unitarias.

Distinto en la versión 3.8: Este método lanza concurrent.futures.InvalidStateError si Future ya ha finalizado su ejecución.

Funciones del módulo¶

concurrent.futures.wait(fs, timeout=None, return_when=ALL_COMPLETED)¶

Wait for the Future instances (possibly created by different Executor instances) given by fs to complete. Duplicate futures given to fs are removed and will be returned only once. Returns a named 2-tuple of sets. The first set, named done, contains the futures that completed (finished or cancelled futures) before the wait completed. The second set, named not_done, contains the futures that did not complete (pending or running futures).

El argumento timeout puede ser usado para controlar la espera máxima en segundos antes de retornar. timeout puede ser un int o un float. Si timeout no es especificado o es None, no hay limite en el tiempo de espera.

return_when indica cuando debe retornar esta función. Debe ser alguna de las siguientes constantes:

Constante	Descripción
concurrent.futures.FIRST_COMPLETED¶	La función retornará cuando cualquier futuro finalice o sea cancelado.
concurrent.futures.FIRST_EXCEPTION¶	The function will return when any future finishes by raising an exception. If no future raises an exception then it is equivalent to `ALL_COMPLETED`.
concurrent.futures.ALL_COMPLETED¶	La función retornará cuando todos los futuros finalicen o sean cancelados.

concurrent.futures.as_completed(fs, timeout=None)¶: Returns an iterator over the Future instances (possibly created by different Executor instances) given by fs that yields futures as they complete (finished or cancelled futures). Any futures given by fs that are duplicated will be returned once. Any futures that completed before as_completed() is called will be yielded first. The returned iterator raises a TimeoutError if __next__() is called and the result isn’t available after timeout seconds from the original call to as_completed(). timeout can be an int or float. If timeout is not specified or None, there is no limit to the wait time.

Ver también

PEP 3148 – futuros - ejecutar cómputos asincrónicamente: La propuesta que describe esta propuesta de inclusión en la biblioteca estándar de Python.

Clases de Excepciones¶

exception concurrent.futures.CancelledError¶: Lanzada cuando un futuro es cancelado.

exception concurrent.futures.TimeoutError¶: A deprecated alias of TimeoutError, raised when a future operation exceeds the given timeout.

Distinto en la versión 3.11: Esta clase se convirtió en un alias de TimeoutError.

exception concurrent.futures.BrokenExecutor¶: Derivada de RuntimeError, esta excepción es lanzada cuando un ejecutor se encuentra corrupto por algún motivo y no puede ser utilizado para enviar o ejecutar nuevas tareas.

Nuevo en la versión 3.7.

exception concurrent.futures.InvalidStateError¶: Lanzada cuando una operación es realizada sobre un futuro que no permite dicha operación en el estado actual.

Nuevo en la versión 3.8.

exception concurrent.futures.thread.BrokenThreadPool¶: Derived from BrokenExecutor, this exception class is raised when one of the workers of a ThreadPoolExecutor has failed initializing.

Nuevo en la versión 3.7.

exception concurrent.futures.process.BrokenProcessPool¶: Derived from BrokenExecutor (formerly RuntimeError), this exception class is raised when one of the workers of a ProcessPoolExecutor has terminated in a non-clean fashion (for example, if it was killed from the outside).

Nuevo en la versión 3.3.

`concurrent.futures` — Lanzamiento de tareas paralelas¶

Objetos ejecutores¶

ThreadPoolExecutor¶

Ejemplo de ThreadPoolExecutor¶

ProcessPoolExecutor¶

Ejemplo de ProcessPoolExecutor¶

Objetos futuro¶

Funciones del módulo¶

Clases de Excepciones¶

Tabla de contenido

Tema anterior

Próximo tema

Esta página

concurrent.futures — Lanzamiento de tareas paralelas¶

Objetos ejecutores¶

ThreadPoolExecutor¶

Ejemplo de ThreadPoolExecutor¶

ProcessPoolExecutor¶

Ejemplo de ProcessPoolExecutor¶

Objetos futuro¶

Funciones del módulo¶

Clases de Excepciones¶

`concurrent.futures` — Lanzamiento de tareas paralelas¶