面试题：网络编程之Python多进程在复杂后端架构中的深度应用与优化

设计思路

本地多进程处理：利用Python的multiprocessing模块创建多个进程，将任务分配到不同进程并行处理，提高处理效率。
远程服务通信：采用网络通信协议，如TCP或HTTP进行与远程服务的数据交互。使用socket模块实现TCP通信，或requests库实现HTTP通信。
容错和恢复机制：在网络通信部分，设置重试机制应对网络波动。在进程故障方面，利用进程监控和重启机制，当某个进程异常退出时，主进程能够感知并重新启动该进程。

关键技术点

multiprocessing模块：用于创建和管理多进程，包括进程的启动、停止、通信（通过队列、管道等）。
网络通信协议：
- TCP：面向连接，可靠性高，适用于对数据准确性和完整性要求高的场景。
- HTTP：应用广泛，支持多种数据格式，适合Web服务间通信。
重试机制：使用装饰器或循环结构实现对网络请求的重试，设置重试次数和间隔时间。
进程监控和重启：利用multiprocessing模块的Process类的属性和方法，监控进程状态，当进程退出时重新创建并启动。

代码框架

import multiprocessing
import socket
import time


# 定义本地任务处理函数
def local_task_handler(task_queue):
    while True:
        task = task_queue.get()
        if task is None:
            break
        # 处理本地任务逻辑
        result = process_local_task(task)
        # 将结果发送到结果队列或进行其他处理


# 定义网络通信函数
def network_communicator(server_address):
    while True:
        try:
            sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
            sock.connect(server_address)
            # 发送数据和接收响应逻辑
            data = get_data_to_send()
            sock.sendall(data)
            response = sock.recv(1024)
            handle_response(response)
            sock.close()
        except socket.error as e:
            # 网络异常处理，重试机制
            retry_count = 0
            while retry_count < 3:
                time.sleep(2)
                try:
                    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
                    sock.connect(server_address)
                    sock.sendall(data)
                    response = sock.recv(1024)
                    handle_response(response)
                    sock.close()
                    break
                except socket.error as e:
                    retry_count += 1
            if retry_count == 3:
                print(f"Network error: {e}")


# 进程监控和重启函数
def monitor_processes(processes):
    while True:
        for i, process in enumerate(processes):
            if not process.is_alive():
                print(f"Process {i} has died. Restarting...")
                new_process = multiprocessing.Process(target=process.target, args=process.args)
                new_process.start()
                processes[i] = new_process
        time.sleep(5)


if __name__ == '__main__':
    task_queue = multiprocessing.Queue()
    local_process = multiprocessing.Process(target=local_task_handler, args=(task_queue,))
    network_process = multiprocessing.Process(target=network_communicator, args=(('127.0.0.1', 8080),))

    processes = [local_process, network_process]
    for process in processes:
        process.start()

    monitor_process = multiprocessing.Process(target=monitor_processes, args=(processes,))
    monitor_process.start()

    # 向任务队列添加任务
    for task in get_local_tasks():
        task_queue.put(task)

    # 结束时清理任务队列
    task_queue.put(None)

上述代码框架实现了一个服务模块，通过多进程分别处理本地任务和网络通信，并具备进程监控和网络重试机制。核心逻辑包括本地任务处理函数local_task_handler、网络通信函数network_communicator、进程监控和重启函数monitor_processes，在if __name__ == '__main__':部分启动各个进程并进行任务分发。

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