操作系统发展史

穿孔卡片
联机批处理
脱机批处理
多道技术：

单道：多个程序一串串执行

多道：

切换+保存状态
空间上的复用

一个计算机(CPU)的空间可以提供给多个程序使用.
时间上的复用

当前程序遇到IO操作，就会立马切换CPU的执行权限

当前程序使用CPU时间过长，就会立马切换CPU的执行权限
并发与并行
- 并发：看起来像同时运行。
- 并行：真是意义上的同时运行。
- 在单核的情况下不能实现并行，要想实现并行，必须有多个CPU

进程

程序：一堆代码。
进程：一堆代码运行的过程。
进程调度：时间片论法 + 分级反馈队列
进程的三种状态：
- 就绪态
  
  所有进程在创建时都会先进入就绪态
- 运行态
  
  通过进程调度将每一个进程调入运行态
- 阻塞态
  
  在运行态中的程序遇到IO就会进入阻塞态
  
  若IO结束，会立马进入就绪态，不会直接进入运行态
  
  注意：CPU的执行时间过长会看起来像阻塞，其实并不是阻塞，剥夺其CPU执行权限，然后会将该进程重新返回就绪态。
同步与异步
- 同步：一个任务提交后，在原地等待该任务结束后，下一个才能提交并且执行
- 异步：一个任务提交后，不需要原地等待，立马可以执行下一个任务
阻塞与非阻塞
- 阻塞：阻塞态（遇到IO，会进入阻塞态）
- 非阻塞：就绪态、运行态

创建进程的两种方式

from multiprocessing import Process
import time

方式一：

def task():
    print('子进程开始执行')
    time.sleep(1)
    print('子进程结束完毕')
    # 在windows系统下创建，必须要再__main__执行
    - __main__ 下：
    # target = 执行任务(函数地址)
    p = Process(target = task)
    p.start() #告诉操作系统，创建子进程
    
    # join
    p.join() # 让主进程等待所有子进程结束后才能结束
    print('主进程')

方式二：

- 自定义类,继承Process
class Myprocess(Process):
    def run(self):
        # 此处是子进程的任务
        print('子进程开始执行')
        time.sleep(1)
        print('子进程结束完毕')
        
	- __main__下：
    	p = MyProcess()
        p.start() # 告诉操作系统，创建子进程
        # join
        p.join() # 让主进程等待所有子进程结束后才结束
        print('主进程')

join() 让主进程等待所有子进程结束后才能结束
进程间数据是隔离的
进程对象的属性

# 可以获取子进程 pid号
current_process().pid --->return Process().pid
# 在子进程中打印是子进程的pid号,在父进程中打印父进程的pid号
os.getpid()
# 主主进程pid号
os.getppid()

current_process()-->p
# 终止子进程
p.terminate()
# 判断进程是否存活
is_alive

守护进程

主进程结束后，子进程也要跟着结束

# 注意：必须要在start()之前设置
p.daemon = True
p.start()
# p.daemon = True 报错

父进程回收子进程PID号的两种方式：
- join
- 父进程正常结束后
僵尸进程与孤儿进程(了解)：
- 僵尸进程：子进程结束后，父进程没有回收PID，导致子进程永久保留PID号
  
  缺点：占用PID号，占用操作系统资源
- 孤儿进程：子进程还未结束，父进程意外结束，导致子进程在结束后父进程无法回收
  
  此使子进程就像一个"孤儿",然后由操作系统自带的"福利院"来回收.

进程互斥锁

让并发变成了串行，牺牲了执行效率，保证了数据安全

在程序并发执行时，需要修改数据时使用

队列

队列是先进先出

相当于内存中产生一个队列空间，可以存放多个数据，先进去的数据排在前面

堆栈

堆栈是先进后出

IPC（进程间通信）

进程间数据时相互隔离的，若想实现进程间通信，可以利用队列

生产者与消费者

生产者：生产数据的

消费者：使用数据的

在程序中：通过队列，生产者把数据添加队列中，消费者从队列中获取数据

线程

什么是线程

线程和进程都是虚拟单位，目的是为了更好的描述某件事物

进程：资源单位
线程：执行单位

为什么要使用线程

节省内存资源

开启进程

开辟一个名称空间，每开启一个进程都会占用一份内存资源
会自带一个主线程

开启线程

一个进程可以开启多个线程
线程的开销远小于进程

注意：线程不能实现并行，线程只能实现并发，进程可以实现并行

线程互斥锁

线程之间数据是共享的