Многопроцессорность Python: синхронизация файлового объекта

Я ' m пытается создать файл, подобный объекту, который должен быть назначен sys.stdout / sys.stderr во время тестирования для обеспечения детерминированного вывода. Это не должно быть быстро, просто надежно. То, что у меня есть , почти работает, но мне нужна помощь, чтобы избавиться от нескольких последних краевых ошибок.

Вот моя текущая реализация.

try:
    from cStringIO import StringIO
except ImportError:
    from StringIO import StringIO

from os import getpid
class MultiProcessFile(object):
    """
    helper for testing multiprocessing

    multiprocessing poses a problem for doctests, since the strategy
    of replacing sys.stdout/stderr with file-like objects then
    inspecting the results won't work: the child processes will
    write to the objects, but the data will not be reflected
    in the parent doctest-ing process.

    The solution is to create file-like objects which will interact with
    multiprocessing in a more desirable way.

    All processes can write to this object, but only the creator can read.
    This allows the testing system to see a unified picture of I/O.
    """
    def __init__(self):
        # per advice at:
        #    http://docs.python.org/library/multiprocessing.html#all-platforms
        from multiprocessing import Queue
        self.__master = getpid()
        self.__queue = Queue()
        self.__buffer = StringIO()
        self.softspace = 0

    def buffer(self):
        if getpid() != self.__master:
            return

        from Queue import Empty
        from collections import defaultdict
        cache = defaultdict(str)
        while True:
            try:
                pid, data = self.__queue.get_nowait()
            except Empty:
                break
            cache[pid] += data
        for pid in sorted(cache):
            self.__buffer.write( '%s wrote: %r\n' % (pid, cache[pid]) )
    def write(self, data):
        self.__queue.put((getpid(), data))
    def __iter__(self):
        "getattr doesn't work for iter()"
        self.buffer()
        return self.__buffer
    def getvalue(self):
        self.buffer()
        return self.__buffer.getvalue()
    def flush(self):
        "meaningless"
        pass

... и сценарий быстрой проверки:

#!/usr/bin/python2.6

from multiprocessing import Process
from mpfile import MultiProcessFile

def printer(msg):
    print msg

processes = []
for i in range(20):
    processes.append( Process(target=printer, args=(i,), name='printer') )

print 'START'
import sys
buffer = MultiProcessFile()
sys.stdout = buffer

for p in processes:
    p.start()
for p in processes:
    p.join()

for i in range(20):
    print i,
print

sys.stdout = sys.__stdout__
sys.stderr = sys.__stderr__
print 
print 'DONE'
print
buffer.buffer()
print buffer.getvalue()

Это работает отлично в 95% случаев, но имеет три крайних проблемы. Чтобы воспроизвести их, мне нужно запустить тестовый сценарий в быстром цикле while.

1. В 3% случаев выходные данные родительского процесса не отражаются полностью. Я предполагаю, что это связано с тем, что данные потребляются до того, как поток очистки очереди сможет наверстать упущенное. У меня нет способа подождать поток без взаимоблокировки.
2. . В 5% случаев есть обратная трассировка из многопроцессора. Реализация очереди
3. . В 01% случаев PID циклически повторяются, поэтому сортировка по PID дает неправильный порядок.

В самом худшем случае (вероятность: один на 70 миллионов) вывод будет выглядеть следующим образом :

START

DONE

302 wrote: '19\n'
32731 wrote: '0 1 2 3 4 5 6 7 8 '
32732 wrote: '0\n'
32734 wrote: '1\n'
32735 wrote: '2\n'
32736 wrote: '3\n'
32737 wrote: '4\n'
32738 wrote: '5\n'
32743 wrote: '6\n'
32744 wrote: '7\n'
32745 wrote: '8\n'
32749 wrote: '9\n'
32751 wrote: '10\n'
32752 wrote: '11\n'
32753 wrote: '12\n'
32754 wrote: '13\n'
32756 wrote: '14\n'
32757 wrote: '15\n'
32759 wrote: '16\n'
32760 wrote: '17\n'
32761 wrote: '18\n'

Exception in thread QueueFeederThread (most likely raised during interpreter shutdown):
Traceback (most recent call last):
  File "/usr/lib/python2.6/threading.py", line 532, in __bootstrap_inner
  File "/usr/lib/python2.6/threading.py", line 484, in run
      File "/usr/lib/python2.6/multiprocessing/queues.py", line 233, in _feed
<type 'exceptions.TypeError'>: 'NoneType' object is not callable

В python2.7 исключение немного отличается:

Exception in thread QueueFeederThread (most likely raised during interpreter shutdown):
Traceback (most recent call last):
  File "/usr/lib/python2.7/threading.py", line 552, in __bootstrap_inner
  File "/usr/lib/python2.7/threading.py", line 505, in run
  File "/usr/lib/python2.7/multiprocessing/queues.py", line 268, in _feed
<type 'exceptions.IOError'>: [Errno 32] Broken pipe

Как мне избавиться от этих крайних случаев?