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Python多进程并发执行数据库操作：控制最大并发数

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发布： 2025-08-16 16:02:01

原创

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python多进程并发执行数据库操作：控制最大并发数

本文旨在介绍如何使用Python的多进程模块multiprocessing，并发执行数据库操作，并有效控制并发线程的最大数量。我们将提供一个简洁高效的解决方案，确保数据库操作在指定的最大并发数下执行，避免资源过度消耗。同时，讨论了进程池的创建与复用，以及数据库连接管理的最佳实践。

并发执行数据库操作

在处理大量数据库操作时，并发执行可以显著提高效率。Python的multiprocessing模块提供了一种创建进程池的方法，从而实现并发执行。

使用 multiprocessing.Pool

multiprocessing.Pool允许我们创建一个工作进程池，并将任务分配给这些进程并行执行。以下代码展示了如何使用Pool并发执行数据库操作，并限制最大并发数。

from multiprocessing import Pool

def parallel_execute_db(db, statement_list, no_of_threads=10 ):
    stmt_count = len(statement_list)
    with Pool(processes=min(stmt_count, no_of_threads)) as pool:
        return pool.map(db.sqlscript, statement_list)

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这段代码首先确定要创建的进程数量，该数量是语句列表的长度和最大线程数的较小值。然后，它创建一个进程池，并将db.sqlscript函数映射到语句列表中的每个元素。pool.map函数将语句列表分割成小块，并将这些小块分配给池中的各个进程。每个进程在其分配的小块上执行db.sqlscript函数，并将结果返回给主进程。with语句确保进程池在使用完毕后正确关闭，释放资源。

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示例说明：

db: 数据库连接对象，需要已经建立连接。
statement_list: 包含需要执行的SQL语句的列表。
no_of_threads: 允许的最大并发线程数，默认为10。
db.sqlscript: 接受一个SQL语句作为参数并执行的函数。

注意事项：

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db.sqlscript函数必须是可序列化的，以便在进程之间传递。
数据库连接对象db需要在每个进程中独立创建，避免多个进程共享同一个连接导致问题。

进程池的创建与复用

创建进程池通常是一个耗时的操作。如果需要频繁地执行并发数据库操作，可以考虑复用进程池，而不是每次都创建新的进程池。

class DBExecutor:
    def __init__(self, db_config, pool_size=10):
        self.db_config = db_config
        self.pool = Pool(processes=pool_size)

    def execute_statements(self, statement_list):
        # Create DB connection for each process
        def init_worker():
            global db
            db = psycopg2.connect(**self.db_config)

        # Function to execute in each process
        def execute_statement(statement):
            try:
                with db.cursor() as cursor:
                    cursor.execute(statement)
                db.commit()
                return True
            except Exception as e:
                print(f"Error executing statement: {statement}, Error: {e}")
                db.rollback()
                return False

        self.pool.map(execute_statement, statement_list)

    def close(self):
        self.pool.close()
        self.pool.join()

# 使用示例
db_config = {
    'host': 'localhost',
    'database': 'your_database',
    'user': 'your_user',
    'password': 'your_password'
}
executor = DBExecutor(db_config, pool_size=5)
statements = ["INSERT INTO table1 (col1) VALUES ('value1')", "UPDATE table2 SET col2 = 'value2' WHERE id = 1"]
executor.execute_statements(statements)
executor.close()

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在这个例子中，DBExecutor类创建并管理一个进程池。execute_statements方法接受一个SQL语句列表，并将这些语句分配给进程池中的进程执行。close方法用于关闭进程池，释放资源。

数据库连接管理

数据库连接是宝贵的资源，需要谨慎管理。最佳实践是，由"所有者"创建和销毁数据库连接。这意味着，创建连接的代码也应该负责关闭连接，避免资源泄漏。

推荐做法：

在每个进程中独立创建数据库连接。
使用with语句管理数据库连接，确保连接在使用完毕后自动关闭。
避免在内部函数中修改或关闭外部函数的数据库连接。

错误示例：

def outer_function(db):
    def inner_function(statement):
        # 不推荐：在内部函数中关闭外部函数的数据库连接
        db.close()

    inner_function("SELECT * FROM table")

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