多道技术/进程初识

多道技术

1.空间上的复用

多个程序共用一套计算机硬件

2.时间上的复用

切换+保存状态
- 1.当一个程序遇到IO操作操作系统会剥夺该程序的cpu执行权限(提高了cpu的利用率并且也不影响程序的执行效率)
- 2.当一个程序长时间占用cpu 操作系统也会剥夺该程序的cpu执行权限(降低了程序的执行效率)
并发:看起来像同时运行的就可以
并行:真正意义上的同时执行
- 单核的计算机能不能实现并行,但是可以实现并发

进程的同步与异步

程序:一坨代码

进程:正在运行的程序

同步异步:表示的是任务的提交方式

同步:任务提交之后原地等待的任务的执行并拿到返回结果才走期间不做任何事(程序层面的表现就是卡住了)
异步:任务提交之后不再原地等待而是继续执行下一行代码(结果是要的但是是用过其他方式获取)

阻塞非阻塞:表示的程序的运行状态

阻塞:阻塞态
非阻塞:就绪态运行态

强调:同步异步阻塞非阻塞是两对概念不能混为一谈

创建进程的两种方式

windows创建进程会将代码以模块的方式,从上往下执行一遍

linux会直接将代码完完整整的拷贝一份,fork一份

第一种方式:

windows创建进程一定要在__main__ 代码块内创建,否则报错

from muliprocessing import Process
import time

def test(name):
    print('%s is running' %name)
    time.sleep(3)
    print('%s is over' %name)
    
# windows创建进程一定要在if __name__ == '__main__':代码块内创建,否则报错 
if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test,args=('egon',))  # 创建一个进程对象
    p.start()  # 告诉操作系统,帮你创建一个进程
    print('主')
# 主
# egon is running
# egon is over

总结:

创建进程就是在内存中重新开辟一块内存空间,将允许产生的代码丢进去;而且一个进程对应在内存就是一块独立的内存空间
进程与进程之间数据是隔离的,无法直接交互,但是可以通过某些技术实现间接交互

第二种方式:

from muliprocessing import Process
import time

class MyProcess(Process):
    def __init__(self,name):
        super().__init__()
        self.name = name

def run(self):
    print('%s is running' %self.name)
    time.sleep(3)
    print('%s is over' %self.name)
    
if __name__ == '__main__':
    p = MyProcess(target=test,args=('egon',))
    p.start()
    print('主')
# 主
# egon is running
# egon is over

join方法

from muliprocessing import Process
import time

def test(name,i):
    print('%s is running' %name)
    time.sleep(i)
    print('%s is over' %name)
    
if __name__ == '__main__':
    p_list = []
    start_time = time.time()
    for i in range(3):
        p = Process(target=test,args=('进程%s'%i,i))
    # 主进程代码等待字进程运行结束才继续运行
        p.start()  # 仅仅是告诉操作系统帮你创建一个进程,至于先后顺序则是随机的
        p_list.append(p)
    for p in p_list:
        p.join()  # 主进程代码等待子进程运行结束
    print('主')
    print(time.time() - start_time)
    # 进程0 is running
    # 进程0 is over
    # 主
    # 所有步骤花费的时间显示

进程间数据是隔离的

from muliprocessing import Process
import time

money = 100  # 主进程内的money

def test():
    global money
    money = 888888  # 子进程内的money

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test)
    p.start()
    p.join()
    print(money)  # 100

进程对象及其他方法

在操作系统cmd终端中可以通过tasklist + pid码来查询

from muliprocessing import Process,current_process
import os
import time

def test(name):
    print('%s is running' %name,current_process().pid)
    print('%s is running' %name,'子进程%s' %os.getpid(),'父进程%s' %os.getppid())
    time.sleep(30)
    print('%s is over' %name)

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test,args=('egon',))
    p.start()
    p.terminate()  # 杀死当前进程,其实是告诉操作系统帮你杀死一个进程
    time.sleep(0.1)
    print(p.is_alive())  # 判断进程是否存活 返回True:马上杀死,False:已杀死
    print('主',current_process().pid)
    print('主',os.getpid(),'主主进程:%s' %os.getppid())
    # 主 23040 主主进程:20352
    # egon is running 21991
    # egon is over

僵尸进程

父进程回收子进程资源的两种方式

1.join方法
2.父进程正常死亡

PS:所有的进程都会步入僵尸进程

孤儿进程

子进程没死,父进程意外死亡
针对linux,会有一个儿童福利院(init),如果父进程意外死亡,他所创建的子进程都会被福利院收养

守护进程

from muliprocessing import Process
import time

def test(name):
    print('%s总管正常或者' %name)
    time.sleep(3)
    print('%s总管正常死亡' %name)
    
if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test,args=('egon',))
    p.daemon = True  # 将该进程设置为守护进程,而且这句话必须放在start语句之前,否则会报错
    p.start()
    print('皇帝jason寿终正寝')
    # 皇帝jason寿终正寝

互斥锁

定义:当多个进程操作同一份数据时,会造成数据的错乱,这个时候必须加锁处理,将并发变成串行,虽然降低了效率,但是提高了数据的安全

注意:

1.锁不要轻易使用,容易造成死锁现象
2.只在处理数据的部分加锁,不要在全局加锁

设计一个模拟抢票软件

from muliprocessing import Process,lock
import time
import json

# 查票
def search(i):
    with open('data','r',encoding='utf-8') as f:
        data = f.read()
    t_d = json.loads(data)
    print('用户%s查询余票为:%s' %(1,t_d.get('ticket')))
    
# 买票
def buy(i):
    with open('data','r',encoding='utf-8') as f:
        data = f.read()
    t_d = json.loads(data)
    time.sleep(1)
    if t_d.get('ticket') > 0:
        # 票数减1
        t_d['ticket'] -= 1
        # 更新票数
        with open('data','w',encoding='utf-8') as f:
            json.dump(t_d,f)
        print('用户%s抢票成功!'%i)
    else:
        print('没票了!)
              
def run(i,mutex):
    search(i)
    mutex.acquire()  # 抢锁,只要有人抢到了锁,其他人必须等待该人释放锁
    buy(i)
    mutex.release()  # 释放锁
              
if __name__ == '__main__':
    mutex = Lock()  # 生成了一把锁
    for i in range(10):
        p = Process(target=test,args=('egon',))
         p.start()