如何让Python多进程中子进程调用父进程的函数？

我在编写Python程序时，需要通过multiprocessing模块启动的子进程，触发父进程执行指定函数。

先看一段基础示例代码，它会先后在父进程和子进程中调用child_or_parent()函数：

#!/usr/bin/env python3
import multiprocessing, os

# 保存主（父）进程的PID
parent_pid = os.getpid()

# 判断当前运行环境是父进程还是子进程的函数
def child_or_parent():
    if os.getpid() == parent_pid:
        print( "I am the parent process" )
    else:
        print( "I am a child process" )

# 父进程调用函数
child_or_parent() 

# 子进程调用函数
child = multiprocessing.Process( target=child_or_parent )
child.start()

执行后输出：

I am the parent process
I am a child process

我的需求是修改程序，让子进程触发父进程上下文执行child_or_parent()，最终输出"I am the parent process"。下面这段代码中的child_call_parent()包含无效的伪代码，需要替换为可实现需求的逻辑：

#!/usr/bin/env python3
import multiprocessing, os

# 保存主（父）进程的PID
parent_pid = os.getpid()

# 判断当前运行环境是父进程还是子进程的函数
def child_or_parent():
    if os.getpid() == parent_pid:
        print( "I am the parent process" )
    else:
        print( "I am a child process" )

def child_call_parent():

    # FIXME 这段代码无效！
    self.parent.child_or_parent()

# 让子进程调用父进程里的函数
child = multiprocessing.Process( target=child_call_parent )
child.start()

实现方案 #

Python多进程拥有独立内存空间，子进程无法直接调用父进程的函数，必须通过**进程间通信（IPC）**传递指令，让父进程自行执行目标函数。以下是基于multiprocessing.Queue的实现方式：

完整可运行代码 #

#!/usr/bin/env python3
import multiprocessing, os

# 保存主（父）进程的PID
parent_pid = os.getpid()

# 判断当前运行环境是父进程还是子进程的函数
def child_or_parent():
    if os.getpid() == parent_pid:
        print( "I am the parent process" )
    else:
        print( "I am a child process" )

def child_call_parent(ipc_queue):
    # 子进程向队列发送执行指令
    ipc_queue.put("execute_target")

def parent_listener(ipc_queue):
    # 父进程监听队列，收到指令则执行目标函数
    msg = ipc_queue.get()
    if msg == "execute_target":
        child_or_parent()

if __name__ == "__main__":
    # 创建进程间通信队列
    ipc_queue = multiprocessing.Queue()

    # 启动父进程的监听进程
    listener_proc = multiprocessing.Process(target=parent_listener, args=(ipc_queue,))
    listener_proc.start()

    # 启动子进程，传递通信队列
    child_proc = multiprocessing.Process(target=child_call_parent, args=(ipc_queue,))
    child_proc.start()

    # 等待子进程和监听进程执行完毕
    child_proc.join()
    listener_proc.join()

逻辑说明 #

1. IPC队列：ipc_queue作为父子进程的通信桥梁，子进程通过它发送执行信号。
2. 父进程监听：parent_listener函数负责监听队列，一旦收到指定指令，就调用child_or_parent()——此时函数运行在父进程上下文，因此会输出I am the parent process。
3. 子进程触发：child_call_parent仅需向队列发送指令，无需关心函数执行细节。

执行上述代码后，输出为：

I am the parent process

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Michael Altfield