マルチプロセスでパスを見つけデータベースへ書き込む

import os
import sqlite3
from multiprocessing import Pool

def search_file(path, filename):
    """
    指定されたディレクトリ以下から指定されたファイル名を検索し、
    ファイルが見つかった場合はパスを返す関数
    """
    for root, dirs, files in os.walk(path):
        if filename in files:
            return os.path.join(root, filename)
    return None

def write_to_database(file_paths):
    """
    データベースにファイルパスを書き込む関数
    """
    # データベースに接続する
    conn = sqlite3.connect('file_paths.db')
    c = conn.cursor()

    # テーブルが存在しない場合は作成する
    c.execute('''CREATE TABLE IF NOT EXISTS file_paths
                 (path text)''')

    # ファイルパスをテーブルに書き込む
    for path in file_paths:
        c.execute("INSERT INTO file_paths VALUES (?)", (path,))

    # 変更を保存して接続を閉じる
    conn.commit()
    conn.close()

def get_file_paths(root_paths, filename):
    """
    複数のルートパスから指定されたファイル名が含まれるパスを取得する関数
    """
    # マルチプロセスを使用してパスを検索する
    with Pool() as pool:
        result = pool.starmap(search_file, [(root_path, filename) for root_path in root_paths])

    # 結果をフィルタリングして返す
    file_paths = [path for path in result if path is not None]

    # データベースに書き込む
    write_to_database(file_paths)

    # ファイルパスのリストを返す
    return file_paths

if __name__ == '__main__':
    root_paths = ['/path/to/dir1', '/path/to/dir2', '/path/to/dir3']
    filename = 'target_file.txt'
    file_paths = get_file_paths(root_paths, filename)
    print(file_paths)

同時にデータベースにアクセスするので、データベースにアクセスするたびに接続を開始して終了するようにしています。 このようにすることで、複数のプロセスが同時にデータベースに書き込もうとしても、データベースがロックされることがありません。 また、sqlite3モジュールはスレッドセーフであるため、マルチスレッドアプリケーションでも安全に使用できますが、マルチプロセスアプリケーションでは接続を共有できないため、プロセスごとに接続を作成する必要があります。

さらに、ファイルが見つからなかった場合にNoneを返すようにsearch_file()関数を変更しました。そして、file_pathsリストからNoneをフィルタリングすることで、見つかったファイルパスのリストを作成しています。

また、if name == 'main':ブロックを使用して、スクリプトが直接実行された場合のみget_file_paths()関数を呼び出すようにしています。これにより、このスクリプトが他のスクリプトからインポートされた場合に、get_file_paths()関数が実行されないようになります。

注意：このコードは複数のプロセスで同時にデータベースにアクセスするため、データベースが破損する可能性があります。そのため、データベースを使用する前にバックアップを作成することをお勧めします。また、このコードはSQLiteデータベースを使用していますが、他のデータベースを使用する場合は、データベースへの接続方法が異なる場合があります。

データベースの破損を防ぐために、トランザクションを使用するようにします。トランザクションを使用すると、データベースに対する一連の操作が原子的に行われ、失敗した場合はロールバックされます。これにより、データベースの破損を防ぐことができます。

以下は、トランザクションを使用してデータベースに書き込むコードの例です。

import sqlite3

def write_to_database(file_path):
    conn = sqlite3.connect('file_paths.db')
    cursor = conn.cursor()

    try:
        cursor.execute('BEGIN')
        cursor.execute('INSERT INTO file_paths (path) VALUES (?)', (file_path,))
        cursor.execute('COMMIT')
    except:
        cursor.execute('ROLLBACK')
        raise
    finally:
        conn.close()

このコードでは、BEGINステートメントでトランザクションを開始し、COMMITステートメントでトランザクションをコミットします。 トランザクション中にエラーが発生した場合は、ROLLBACKステートメントでトランザクションをロールバックします。

write_to_database()関数をsearch_file()関数に統合すると、以下のようになります。

import os
import sqlite3
import multiprocessing

def search_file(file_name, dir_path):
    for root, dirs, files in os.walk(dir_path):
        if file_name in files:
            return os.path.join(root, file_name)
    return None

def get_file_paths(file_name, dir_paths):
    file_paths = []
    for dir_path in dir_paths:
        file_path = search_file(file_name, dir_path)
        if file_path is not None:
            file_paths.append(file_path)
            write_to_database(file_path)
    return file_paths

def write_to_database(file_path):
    conn = sqlite3.connect('file_paths.db')
    cursor = conn.cursor()

    try:
        cursor.execute('BEGIN')
        cursor.execute('INSERT INTO file_paths (path) VALUES (?)', (file_path,))
        cursor.execute('COMMIT')
    except:
        cursor.execute('ROLLBACK')
        raise
    finally:
        conn.close()

if __name__ == '__main__':
    file_name = 'example.txt'
    dir_paths = ['/path/to/dir1', '/path/to/dir2', '/path/to/dir3']
    pool = multiprocessing.Pool()
    file_paths = pool.map(lambda x: get_file_paths(file_name, x), dir_paths)
    file_paths = [path for paths in file_paths for path in paths]
    file_paths = list(filter(None, file_paths))
    print(file_paths)

このコードでは、write_to_database()関数でトランザクションを使用してデータベースに書き込むようにしました。try-except-finallyブロックを使用して、トランザクションが正常に終了するようにします。 また、cursor.execute()関数を使用する前にconn.commit()関数を呼び出すことでトランザクションが正常に終了しなかった場合は、ROLLBACKステートメントでロールバックするようにしています。 また、conn.close()関数をfinallyブロックで呼び出すことで、データベースへの接続を確実に解除しています。

このコードにより、マルチプロセスで複数のディレクトリから特定のファイルが含まれるパスを取得し、見つかったパスをデータベースに書き込むことができます。 また、トランザクションを使用することで、データベースの破損を防ぐことができます。

なお、実際に使用するデータベースに合わせて、sqlite3.connect()関数で適切なパラメータを指定する必要があります。 また、file_paths.dbは適切なファイル名に変更する必要があります。

Python2 で書き換えた例

from __future__ import print_function
import os
import sqlite3
from multiprocessing import Pool

DB_NAME = 'file_paths.db'

def find_files(path):
    """指定されたディレクトリから、拡張子が'.txt'のファイルを再帰的に探索し、
    ファイルのパスをリストで返す関数"""
    result = []
    for dirpath, dirnames, filenames in os.walk(path):
        for filename in filenames:
            if filename.endswith('.txt'):
                result.append(os.path.join(dirpath, filename))
    return result

def insert_paths_into_db(paths):
    """データベースにパスを挿入する関数"""
    conn = sqlite3.connect(DB_NAME)
    cursor = conn.cursor()
    try:
        cursor.execute('BEGIN')
        for path in paths:
            cursor.execute('INSERT INTO paths (path) VALUES (?)', (path,))
        conn.commit()
    except Exception as e:
        print('Error occurred while inserting data into database:', e)
        conn.rollback()
    finally:
        cursor.close()
        conn.close()

if __name__ == '__main__':
    # マルチプロセスで探索するディレクトリを指定
    dirs_to_search = ['/path/to/dir1', '/path/to/dir2', '/path/to/dir3']

    # マルチプロセスで探索
    pool = Pool(processes=len(dirs_to_search))
    paths = pool.map(find_files, dirs_to_search)
    paths = [p for sublist in paths for p in sublist]

    # データベースにパスを挿入
    insert_paths_into_db(paths)

Python2では、print文に括弧を付けないため、print()関数の引数の括弧を削除しました。また、Pool()コンストラクタに与えるprocesses引数には、整数型の値を与える必要があります。 したがって、len(dirs_to_search)で得られる値を使用しました。それ以外の点はPython3のコードと同様です。

データがない場合に値を追加

以下は、データベースに値がない場合にデータを追加するコードを追加した例です。データベースに値がない場合に、pathsリストからパスを取得してデータベースに挿入します。

from __future__ import print_function
import os
import sqlite3
from multiprocessing import Pool

DB_NAME = 'file_paths.db'

def find_files(path):
    """指定されたディレクトリから、拡張子が'.txt'のファイルを再帰的に探索し、
    ファイルのパスをリストで返す関数"""
    result = []
    for dirpath, dirnames, filenames in os.walk(path):
        for filename in filenames:
            if filename.endswith('.txt'):
                result.append(os.path.join(dirpath, filename))
    return result

def insert_paths_into_db(paths):
    """データベースにパスを挿入する関数"""
    conn = sqlite3.connect(DB_NAME)
    cursor = conn.cursor()
    try:
        cursor.execute('BEGIN')
        cursor.execute('SELECT COUNT(*) FROM paths')
        row = cursor.fetchone()
        if row[0] == 0:
            for path in paths:
                cursor.execute('INSERT INTO paths (path) VALUES (?)', (path,))
        else:
            print('Database already contains paths')
        conn.commit()
    except Exception as e:
        print('Error occurred while inserting data into database:', e)
        conn.rollback()
    finally:
        cursor.close()
        conn.close()

if __name__ == '__main__':
    # マルチプロセスで探索するディレクトリを指定
    dirs_to_search = ['/path/to/dir1', '/path/to/dir2', '/path/to/dir3']

    # マルチプロセスで探索
    pool = Pool(processes=len(dirs_to_search))
    paths = pool.map(find_files, dirs_to_search)
    paths = [p for sublist in paths for p in sublist]

    # データベースにパスを挿入
    insert_paths_into_db(paths)

insert_paths_into_db()関数内で、まずSELECT COUNT(*) FROM pathsクエリを実行して、pathsテーブルに値があるかどうかを確認します。 fetchone()メソッドを使用して、結果セットから行を1つ取得し、その行の値が0であれば、pathsリストからパスを取得してデータベースに挿入します。 それ以外の場合は、データベースに値がすでに存在するため、何もしません。