multiprocessingのrun()メソッドの挙動がわかりません

Question

###前提・実現したいこと
Python3.4でmultiprocessingモジュールを使ったマルチプロセスのプログラムを書いています。
multiprocessingのrun()メソッド内の挙動が、思った通りに動作してくれません。

###発生している問題
run()メソッド内でメンバ変数を書き換えても、反映されないように見えます。ソースコードを見てください。

###該当のソースコード

import multiprocessing as mp
import sys
import time
import os

class TestProcess(mp.Process):
	def __init__(self, v):
		super(TestProcess, self).__init__()
		self.value = v
		self.queue = mp.Queue()
		
	def set_value(self, v):
		# メインプロセス側でvalueの値を設定するための関数
		self.value = v
	
	def value_into_queue(self):
		# メインプロセス側でvalueをキューに入れるための関数
		self.queue.put(self.value)

	def run(self):
		print("=== start sub process===")
		self.value = -1
		#self.queue.put(self.value)
		
if __name__ == "__main__":
	print("=== start main thread (main) ===")
	p1 = TestProcess(0)
	p1.start()
	p1.join()

	p1.value_into_queue()  # p1のvalueをキューに入れる
	print(p1.queue.get())  # p1のvalueを取り出す
	time.sleep(1)
	
	p1.set_value(100)      # p1のvalueをセットする
	p1.value_into_queue()  # p1のvalueをキューに入れる
	print(p1.queue.get())  # p1のvalueを取り出す
	
	print("=== end main thread (main) ===")

run()メソッド内でself.value = -1をしているので最初に取り出される数値は-1になるはずです。しかし実行結果は次のようになりました。

=== start main thread (main) ===
=== start sub process===
0
100
=== end main thread (main) ===

###試したこと
run()メソッド内を次のように書き換えたところ、意図するような動作にはなりました。

	def run(self):
		print("=== start sub process===")
		self.value = -1
		self.queue.put(self.value)

以下は結果です。最初に-1を取り出せています。

=== start main thread (main) ===
=== start sub process===
-1
0
=== end main thread (main) ===

なぜこのような違いが起きるのでしょうか？
なぜ最初のプログラムでは、-1を取り出せないのでしょうか？
よろしくお願いします。

###補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)
python3.4、OSはRaspbianです

Comments

[magichan]

修正前と修正後のコードが全く同じように見えます。多分、修正前のコードは "self.queue.put(self.value)" の部分の記述が無いのが正解かと思うのですが、それで間違いありませんか？

[takey]

間違いありません。質問を修正しました。大変失礼しました。

Answer 1

multiprocessing が プロセスベース の並列処理ということにご注意ください。

Process.start() から起動されたTestProcess.run() 上の処理は、『別プロセス（子プロセス）で実行』つまり『現在のメモリ空間とは別のメモリ空間上で実行』されます。
そのため別プロセス上でいくらクラスのメンバ変数を書き換えても、それは別メモリ空間上での変更であり、現在のメモリ空間での変更ではないため、現在のプロセスではメンバ変数の値は変わりません。

この点が（同じメモリ空間で動作する） スレッドベース とは大きく異なります。
スレッドベースのように変数やファンクションコールによるデータの受け渡しができませんので、プロセス間では今回使用しているキューやパイプ・共有メモリを使用してデータを受け渡す必要があります。

質問でのサンプルコードでは、現プロセスにてクラスの生成時にコンストラクタで__TestPrecess.value__に値(0)を入れるまでの処理を行っており、TestProcess.value の書き換え(-1)は別プロセス上の処理しております。
よってp1.join()後の（現プロセスでの）TestPrecess.value の値は0で問題ないかと思われます。

Comments

[takey]

ああ…ようやく理解できたような気がします。
run()関数はサブプロセスで動作しているから、run()関数内でself.value=-1をしても、メインプロセス側のself.valueはコンストラクタで代入されたself.value=0のままなのですね。
もっと言うと、set_value()でメインプロセス側からサブプロセスのメンバ変数self.valueを書き換えているつもりだったんですが、そんなことはできていないのですね。
self.queueのみがメインとサブで共有メモリ扱い（？）になっているということでしょうか。
ともあれ、納得しました。ありがとうございます。