concurrent.futures
--- 並列タスク実行¶
Added in version 3.2.
ソースコード: Lib/concurrent/futures/thread.py および Lib/concurrent/futures/process.py
concurrent.futures
モジュールは、非同期に実行できる呼び出し可能オブジェクトの高水準のインターフェースを提供します。
非同期実行は ThreadPoolExecutor
を用いてスレッドで実行することも、 ProcessPoolExecutor
を用いて別々のプロセスで実行することもできます. どちらも Executor
抽象クラスで定義された同じインターフェースを実装します。
Availability: not WASI.
このモジュールは WebAssembly では動作しないか、利用不可です。詳しくは、WebAssembly プラットフォーム を見てください。
Executor オブジェクト¶
- class concurrent.futures.Executor¶
非同期呼び出しを実行するためのメソッドを提供する抽象クラスです。このクラスを直接使ってはならず、具象サブクラスを介して使います。
- submit(fn, /, *args, **kwargs)¶
呼び出し可能オブジェクト fn を、
fn(*args, **kwargs)
として実行するようにスケジュールし、呼び出し可能オブジェクトの実行を表現するFuture
オブジェクトを返します。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:the iterables are collected immediately rather than lazily;
fn is executed asynchronously and several calls to fn may be made concurrently.
もし
__next__()
が呼ばれその結果が元々のExecutor.map()
の呼び出しから timeout 秒経った後も利用できない場合、返されるイテレータはTimeoutError
を送出します。timeout は整数または浮動小数点数です。もし timeout が指定されないか の場合、待ち時間に制限はありません。If a fn call raises an exception, then that exception will be raised when its value is retrieved from the iterator.
When using
ProcessPoolExecutor
, this method chops iterables into a number of chunks which it submits to the pool as separate tasks. The (approximate) size of these chunks can be specified by setting chunksize to a positive integer. For very long iterables, using a large value for chunksize can significantly improve performance compared to the default size of 1. WithThreadPoolExecutor
, chunksize has no effect.バージョン 3.5 で変更: chunksize 引数が追加されました。
- shutdown(wait=True, *, cancel_futures=False)¶
executor に対して、現在保留中のフューチャーが実行された後で、使用中のすべての資源を解放するように伝えます。シャットダウンにより後に
Executor.submit()
とExecutor.map()
を呼び出すとRuntimeError
が送出されます。wait が
True
の場合、すべての未完了のフューチャの実行が完了して Executor に関連付けられたリソースが解放されるまで、このメソッドは返りません。 wait がFalse
の場合、このメソッドはすぐに返り、すべての未完了のフューチャの実行が完了したときに、 Executor に関連付けられたリソースが解放されます。 wait の値に関係なく、すべての未完了のフューチャの実行が完了するまで Python プログラム全体は終了しません。If cancel_futures is
True
, this method will cancel all pending futures that the executor has not started running. Any futures that are completed or running won't be cancelled, regardless of the value of cancel_futures.If both cancel_futures and wait are
True
, all futures that the executor has started running will be completed prior to this method returning. The remaining futures are cancelled.with
文を使用することで、このメソッドを明示的に呼ばないようにできます。with
文はExecutor
をシャットダウンします (wait をTrue
にセットしてExecutor.shutdown()
が呼ばれたかのように待ちます)。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')
バージョン 3.9 で変更: cancel_futures が追加されました。
ThreadPoolExecutor¶
ThreadPoolExecutor
はスレッドのプールを使用して非同期に呼び出しを行う、 Executor
のサブクラスです。
Future
に関連づけられた呼び出し可能オブジェクトが、別の Future
の結果を待つ時にデッドロックすることがあります。例:
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)
以下でも同様です:
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=())¶
最大で max_workers 個のスレッドを非同期実行に使う
Executor
のサブクラスです。All threads enqueued to
ThreadPoolExecutor
will be joined before the interpreter can exit. Note that the exit handler which does this is executed before any exit handlers added usingatexit
. This means exceptions in the main thread must be caught and handled in order to signal threads to exit gracefully. For this reason, it is recommended thatThreadPoolExecutor
not be used for long-running tasks.initializer is an optional callable that is called at the start of each worker thread; initargs is a tuple of arguments passed to the initializer. Should initializer raise an exception, all currently pending jobs will raise a
BrokenThreadPool
, as well as any attempt to submit more jobs to the pool.バージョン 3.5 で変更: max_workers が
None
か指定されない場合のデフォルト値はマシンのプロセッサの数に 5 を掛けたものになります。これは、ThreadPoolExecutor
は CPU の処理ではなく I/O をオーバーラップするのによく使用されるため、ProcessPoolExecutor
のワーカーの数よりもこのワーカーの数を増やすべきであるという想定に基づいています。バージョン 3.6 で変更: 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.バージョン 3.7 で変更: initializer と initargs 引数が追加されました。
バージョン 3.8 で変更: Default value of max_workers is changed to
min(32, os.cpu_count() + 4)
. This default value preserves at least 5 workers for I/O bound tasks. It utilizes at most 32 CPU cores for CPU bound tasks which release the GIL. And it avoids using very large resources implicitly on many-core machines.ThreadPoolExecutor now reuses idle worker threads before starting max_workers worker threads too.
バージョン 3.13 で変更: Default value of max_workers is changed to
min(32, (os.process_cpu_count() or 1) + 4)
.
ThreadPoolExecutor の例¶
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://nonexistent-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¶
ProcessPoolExecutor
はプロセスプールを使って非同期呼び出しを実施する Executor
のサブクラスです。ProcessPoolExecutor
は multiprocessing
モジュールを利用します。このため Global Interpreter Lock を回避することができますが、pickle 化できるオブジェクトしか実行したり返したりすることができません。
__main__
モジュールはワーカサブプロセスでインポート可能でなければなりません。
すなわち、 ProcessPoolExecutor
は対話的インタープリタでは動きません。
ProcessPoolExecutor
に渡された呼び出し可能オブジェクトから Executor
や Future
メソッドを呼ぶとデッドロックに陥ります。
- class concurrent.futures.ProcessPoolExecutor(max_workers=None, mp_context=None, initializer=None, initargs=(), max_tasks_per_child=None)¶
An
Executor
subclass that executes calls asynchronously using a pool of at most max_workers processes. If max_workers isNone
or not given, it will default toos.process_cpu_count()
. If max_workers is less than or equal to0
, then aValueError
will be raised. On Windows, max_workers must be less than or equal to61
. If it is not thenValueError
will be raised. If max_workers isNone
, then the default chosen will be at most61
, even if more processors are available. mp_context can be amultiprocessing
context orNone
. It will be used to launch the workers. If mp_context isNone
or not given, the defaultmultiprocessing
context is used. See コンテキストと開始方式.initializer is an optional callable that is called at the start of each worker process; initargs is a tuple of arguments passed to the initializer. Should initializer raise an exception, all currently pending jobs will raise a
BrokenProcessPool
, as well as any attempt to submit more jobs to the pool.max_tasks_per_child is an optional argument that specifies the maximum number of tasks a single process can execute before it will exit and be replaced with a fresh worker process. By default max_tasks_per_child is
None
which means worker processes will live as long as the pool. When a max is specified, the "spawn" multiprocessing start method will be used by default in absence of a mp_context parameter. This feature is incompatible with the "fork" start method.バージョン 3.3 で変更: 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.バージョン 3.7 で変更: The mp_context argument was added to allow users to control the start_method for worker processes created by the pool.
initializer と initargs 引数が追加されました。
注釈
The default
multiprocessing
start method (see コンテキストと開始方式) will change away from fork in Python 3.14. Code that requires fork be used for theirProcessPoolExecutor
should explicitly specify that by passing amp_context=multiprocessing.get_context("fork")
parameter.バージョン 3.11 で変更: The max_tasks_per_child argument was added to allow users to control the lifetime of workers in the pool.
バージョン 3.12 で変更: On POSIX systems, if your application has multiple threads and the
multiprocessing
context uses the"fork"
start method: Theos.fork()
function called internally to spawn workers may raise aDeprecationWarning
. Pass a mp_context configured to use a different start method. See theos.fork()
documentation for further explanation.バージョン 3.13 で変更: max_workers uses
os.process_cpu_count()
by default, instead ofos.cpu_count()
.
ProcessPoolExecutor の例¶
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()
Future オブジェクト¶
Future
クラスは呼び出し可能オブジェクトの非同期実行をカプセル化します。 Future
のインスタンスは Executor.submit()
によって生成されます。
- class concurrent.futures.Future¶
呼び出し可能オブジェクトの非同期実行をカプセル化します。
Future
インスタンスはExecutor.submit()
で生成され、テストを除いて直接生成すべきではありません。- cancel()¶
Attempt to cancel the call. If the call is currently being executed or finished running and cannot be cancelled then the method will return
False
, otherwise the call will be cancelled and the method will returnTrue
.
- cancelled()¶
呼び出しが正常にキャンセルされた場合
True
を返します。
- running()¶
現在呼び出しが実行中でキャンセルできない場合
True
を返します。
- done()¶
呼び出しが正常にキャンセルされたか終了した場合
True
を返します。
- result(timeout=None)¶
呼び出しによって返された値を返します。もし呼び出しがまだ完了していなければ、このメソッドは timeout 秒の間、待機します。もし呼び出しが timeout 秒間の間に完了しなければ、
TimeoutError
が送出されます。 timeout はintかfloatを指定できます。もし timeout が指定されていないか、None
であれば、待機時間に制限はありません。future が完了する前にキャンセルされた場合
CancelledError
が送出されます。If the call raised an exception, this method will raise the same exception.
- exception(timeout=None)¶
呼び出しによって送出された例外を返します。もし呼び出しがまだ完了されていなければ、このメソッドは timeout 秒だけ待機します。もし呼び出しが timeout 秒の間に完了しなければ、
TimeoutError
が送出されます。 timeout にはintかfloatを指定できます。 timeout が指定されていないか、None
であれば、待機時間に制限はありません。future が完了する前にキャンセルされた場合
CancelledError
が送出されます。呼び出しが例外を送出することなく完了した場合、
None
を返します。
- add_done_callback(fn)¶
呼び出し可能な fn オブジェクトを future にアタッチします。futureがキャンセルされたか、実行を終了した際に、future をそのただ一つの引数として fn が呼び出されます。
追加された呼び出し可能オブジェクトは、追加された順番で呼びだされ、追加を行ったプロセスに属するスレッド中で呼び出されます。もし呼び出し可能オブジェクトが
Exception
のサブクラスを送出した場合、それはログに記録され無視されます。呼び出し可能オブジェクトがBaseException
のサブクラスを送出した場合の動作は未定義です。もしfutureがすでに完了しているか、キャンセル済みであれば、fn は即座に実行されます。
以下の
Future
メソッドは、ユニットテストでの使用とExecutor
を実装することを意図しています。- set_running_or_notify_cancel()¶
このメソッドは、
Future
に関連付けられたワークやユニットテストによるワークの実行前に、Executor
の実装によってのみ呼び出してください。このメソッドが
False
を返す場合、Future
はキャンセルされています。つまり、Future.cancel()
が呼び出されてTrue
が返っています。Future
の完了を (as_completed()
またはwait()
により) 待機するすべてのスレッドが起動します。このメソッドが
True
を返す場合、Future
はキャンセルされて、実行状態に移行されています。つまり、Future.running()
を呼び出すとTrue
が返ります。このメソッドは、一度だけ呼び出すことができ、
Future.set_result()
またはFuture.set_exception()
がキャンセルされた後には呼び出すことができません。
- set_result(result)¶
Future
に関連付けられたワークの結果を result に設定します。このメソッドは、
Executor
の実装またはユニットテストによってのみ使用してください。バージョン 3.8 で変更: This method raises
concurrent.futures.InvalidStateError
if theFuture
is already done.
モジュール関数¶
- concurrent.futures.wait(fs, timeout=None, return_when=ALL_COMPLETED)¶
Wait for the
Future
instances (possibly created by differentExecutor
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, nameddone
, contains the futures that completed (finished or cancelled futures) before the wait completed. The second set, namednot_done
, contains the futures that did not complete (pending or running futures).timeout で結果を返すまで待機する最大秒数を指定できます。timeout は整数か浮動小数点数をとります。timeout が指定されないか
None
の場合、無期限に待機します。return_when でこの関数がいつ結果を返すか指定します。指定できる値は以下の 定数のどれか一つです:
定数
説明
- concurrent.futures.FIRST_COMPLETED¶
いずれかのフューチャが終了したかキャンセルされたときに返します。
- 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¶
すべてのフューチャが終了したかキャンセルされたときに返します。
- concurrent.futures.as_completed(fs, timeout=None)¶
Returns an iterator over the
Future
instances (possibly created by differentExecutor
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 beforeas_completed()
is called will be yielded first. The returned iterator raises aTimeoutError
if__next__()
is called and the result isn't available after timeout seconds from the original call toas_completed()
. timeout can be an int or float. If timeout is not specified orNone
, there is no limit to the wait time.
参考
- PEP 3148 -- futures - execute computations asynchronously
この機能を Python 標準ライブラリに含めることを述べた提案です。
例外クラス¶
- exception concurrent.futures.CancelledError¶
future がキャンセルされたときに送出されます。
- exception concurrent.futures.TimeoutError¶
A deprecated alias of
TimeoutError
, raised when a future operation exceeds the given timeout.バージョン 3.11 で変更: このクラスは
TimeoutError
のエイリアスになりました。
- exception concurrent.futures.BrokenExecutor¶
Derived from
RuntimeError
, this exception class is raised when an executor is broken for some reason, and cannot be used to submit or execute new tasks.Added in version 3.7.
- exception concurrent.futures.InvalidStateError¶
Raised when an operation is performed on a future that is not allowed in the current state.
Added in version 3.8.
- exception concurrent.futures.thread.BrokenThreadPool¶
Derived from
BrokenExecutor
, this exception class is raised when one of the workers of aThreadPoolExecutor
has failed initializing.Added in version 3.7.
- exception concurrent.futures.process.BrokenProcessPool¶
Derived from
BrokenExecutor
(formerlyRuntimeError
), this exception class is raised when one of the workers of aProcessPoolExecutor
has terminated in a non-clean fashion (for example, if it was killed from the outside).Added in version 3.3.