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multiprocessing.Manager 如何实现跨进程的 dict/list 共享

舞夢輝影

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发布时间:2026-01-23 20:35:27

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来源于php中文网

原创

Manager通过启动独立管理进程托管共享对象,其他进程用代理对象发RPC请求操作,每次访问均需IPC,开销大;普通dict/list因进程内存隔离无法直接共享;嵌套结构需显式用manager.dict()创建;操作非原子且性能差,高并发下管理进程成瓶颈。

multiprocessing.manager 如何实现跨进程的 dict/list 共享

Manager 是怎么让 dict/list 跨进程共享的

它不直接共享内存,而是启动一个独立的管理进程(SyncManager 子进程),所有共享对象都由这个进程托管。其他进程通过代理(proxy)对象间接读写——实际是发 RPC 请求给管理进程,由它完成操作再返回结果。

这意味着:dictlist 看起来像本地对象,但每次访问(哪怕只是 len(d)d.keys())都涉及进程间通信(IPC),开销远大于普通对象。

为什么不能直接传普通 dict/list 给子进程

因为 multiprocessing 默认用 fork(Unix)或 spawn(Windows/macOS)方式启动子进程,父子进程内存空间完全隔离。你传一个普通 dict,子进程拿到的是副本,修改不会反映回父进程,反之亦然。

常见错误现象:

  • 子进程中修改 shared_dict['x'] = 1,父进程里读不到变化
  • manager.dict() 初始化后,误当成普通 dict 调用 .update() 或解包({**d}),结果报 TypeError: unhashable type: 'DictProxy'

Manager.dict() 和 Manager.list() 的行为边界

它们只保证顶层对象可共享,嵌套结构默认不自动代理。比如:

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d = manager.dict()
d['nested'] = {'a': 1}  # ❌ 这个内层 dict 不受管理,修改不会同步
d['nested'] = manager.dict(a=1)  # ✅ 才能跨进程更新 a

常用操作兼容性注意点:

  • dict 支持:__getitem__, __setitem__, keys(), values(), items(),但不支持 popitem()setdefault()(会抛 AttributeError
  • list 支持:append(), extend(), __getitem__, __setitem__,但不支持切片赋值(l[1:3] = [4,5] 报错)
  • 所有操作都不是原子的——d['x'] += 1 是读+算+写三步,多进程下可能丢更新,需配合 Lock

性能差在哪?什么时候该换方案

每次访问都要走 IPC,实测在千次级操作时延迟已是毫秒级;若频繁读写(如循环中反复 d[k] += 1),性能可能比单进程还慢。

替代建议:

  • 高频小数据:改用 multiprocessing.Queuemultiprocessing.Pipe 主动推送变更
  • 只读大字典:用 multiprocessing.Value + ctypes 或序列化后共享内存(shared_memory 模块,Python 3.8+)
  • 需要原子计数器:直接用 multiprocessing.Value('i', 0) 配合 Lock,比 Manager.dict() 快一个数量级

最易被忽略的一点:Manager 进程本身是单点,如果大量子进程同时高并发调用,它会成为瓶颈,且一旦崩溃,所有 proxy 对象失效——别把它当数据库用。

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