python进程基础

进程以及状态
- 1. 进程
- 2. 进程的状态
进程的创建-multiprocessing
进程和线程对比

进程以及状态

1. 进程

程序：例如xxx.py这是程序，是一个静态的

进程：一个程序运行起来后，代码+用到的资源称之为进程，它是操作系统分配资源的基本单元。

不仅可以通过线程完成多任务，进程也是可以的

2. 进程的状态

工作中，任务数往往大于cpu的核数，即一定有一些任务正在执行，而另外一些任务在等待cpu进行执行，因此导致了有了不同的状态。

就绪态：运行的条件都已经满足，正在等在cpu执行
执行态：cpu正在执行其功能
等待态：等待某些条件满足，例如一个程序sleep了，此时就处于等待态

进程的创建-multiprocessing

multiprocessing模块就是跨平台版本的多进程模块，提供了一个Process类来代表一个进程对象，这个对象可以理解为是一个独立的进程，可以执行另外的事情

1. 创建进程

import multiprocessing
import time


def test():

        while True:
                print("--test--")
                time.sleep(1)

if __name__ == "__main__":

        p = multiprocessing.Process(target=test)
        p.start()

        while True:
                print("--main--")
                time.sleep(1)

说明：

创建子进程时，只需要传入一个执行函数和函数的参数，创建一个Process实例，用start()方法启动

2. 进程pid

import multiprocessing
import os


def test():

        print("子进程在运行，pid=%d" % (os.getpid()))
        print("子进程运行结束")


if __name__ == "__main__":

        print("父进程在运行，pid=%d" % (os.getpid()))
        p = multiprocessing.Process(target=test)
        p.start()

通过os中的getpid()方法能获取到当前运行进程的id。

3. Process语法结构如下

Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])

target：如果传递了函数的引用，可以认为这个子进程就执行这里的代码
args：给target指定的函数传递的参数，以元组的方式传递
kwargs：给target指定的函数传递命名参数
name：给进程设定一个名字，可以不设定
group：指定进程组，大多数情况下用不到

Process创建的实例对象的常用方法：

start()：启动子进程实例（创建子进程）
is_alive()：判断进程子进程是否还在活着
join([timeout])：是否等待子进程执行结束，或等待多少秒
terminate()：不管任务是否完成，立即终止子进程

Process创建的实例对象的常用属性：

name：当前进程的别名，默认为Process-N，N为从1开始递增的整数
pid：当前进程的pid（进程号）

4. 给子进程指定的函数传递参数

import multiprocessing
import os
import time


def test(name, **kwargs):
    
        for i in range(10):
                print("子进程在运行，name=%s, pid=%d" % (name, os.getpid()))
                print(kwargs)
                time.sleep(0.2)


if __name__ == "__main__":

        p = multiprocessing.Process(target=test, args=("zhangsan",), kwargs={"xxoo": 666})
        p.start()    
    
        time.sleep(1)
    
        p.terminate()
        p.join()

运行结果：

子进程在运行，name=zhangsan, pid=37751
{'xxoo': 666}
子进程在运行，name=zhangsan, pid=37751
{'xxoo': 666}
子进程在运行，name=zhangsan, pid=37751
{'xxoo': 666}
子进程在运行，name=zhangsan, pid=37751
{'xxoo': 666}
子进程在运行，name=zhangsan, pid=37751
{'xxoo': 666}

5. 进程间不共享全局变量

import multiprocessing
import os
import time


g_nums = [11, 33] 


def test1():
        """子进程要执行的代码"""
        print("in test1, pid=%d, g_nums=%s", (os.getpid(), g_nums))
        for i in range(4):
                g_nums.append(i)
                time.sleep(1)
                print("in test1, pid=%d, g_nums=%s", (os.getpid(), g_nums))



def test2():
        """子进程要执行的代码"""
        print("in test2, pid=%d, g_nums=%s", (os.getpid(), g_nums))


if __name__ == "__main__":

        p1 = multiprocessing.Process(target=test1)
        p1.start()
        p1.join()

        p2 = multiprocessing.Process(target=test2)
        p2.start()

运行结果：

in test1, pid=%d, g_nums=%s (37947, [11, 33])
in test1, pid=%d, g_nums=%s (37947, [11, 33, 0])
in test1, pid=%d, g_nums=%s (37947, [11, 33, 0, 1])
in test1, pid=%d, g_nums=%s (37947, [11, 33, 0, 1, 2])
in test1, pid=%d, g_nums=%s (37947, [11, 33, 0, 1, 2, 3])
in test2, pid=%d, g_nums=%s (37948, [11, 33])

进程和线程对比

功能

进程，能够完成多任务，比如在一台电脑上能够同时运行多个QQ
线程，能够完成多任务，比如一个QQ中的多个聊天窗口

定义的不同

进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.
线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

区别

一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
线程的划分尺度小于进程(资源比进程少)，使得多线程程序的并发性高。
进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率
线程不能够独立执行，必须依存在进程中
可以将进程理解为工厂中的一条流水线，而其中的线程就是这个流水线上的工人

优缺点

线程和进程在使用上各有优缺点：线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。