Python学习笔记九

Python学习笔记之九

为什么要有操作系统

　　管理硬件，提供接口。

　　管理调度进程，并且将多个进程对硬件的竞争变得有序。

操作系统发展史

　　第一代计算机：真空管和穿孔卡片

　　　　　　　　　没有操作系统，所有的程序设计直接操控硬件

　　　　　　　　　优点：程序员独享整个资源

　　　　　　　　   缺点：浪费资源

　　第二代计算机：晶体管和批处理系统

　　　　　　　　　优点：计算机资源利用

　　　　　　　　　缺点：程序员共享资源，出现问题，找不出问题，影响开发效率

　　第三代计算机：集成电路芯片和多道程序设计

　　　　　　　　　多道程序：cpu执行程序的过程中遇到I/O，不会原地等待，cpu会去执行其他命令，等到程序执行完I/O.（时间上的复用）

　　　　　　　　　　　　　　实现一个看起来像并发。CPU随时切换进程。会影响CPU执行效率。

　　　　　　　　　                  进程占用一个内存空间，每个进程的内存空间，是隔离的。（空间上的复用）

　　第四代计算机：个人计算机

多道技术：

　　产生背景：针对单核，实现并发。

　　空间复用：内存空间是隔离的

　　时间复用：遇到I/O就切，提高效率

　　　　　　　遇到运行时间过长，不提高效率

　　　　　　

并发与并行

　　并发：伪并行，单个CPU+多道技术，看起来像同时运行。

　　并行：多个CPU才能实现并行

windows和linux创建进程：

　　windows： createprocess创建进程的接口

　　linux: fork创建进程的接口

　　创建子进程：

　　　　linux:子进程是父进程的完整副本，

　　　　windows:父进程与子进程的内存地址有所不同

　　　　

进程状态：

　　运行

　　阻塞：碰到I/O,便要让出CPU让其他进程执行，保证CPU一直在工作。

　　就绪：时刻准备着运行

　　

开启进程的两种方式：

　　为什么开启子进程就实现了并发？

　　开启子进程就为了执行自己的任务，而不会因为父进程阻塞，而影响自己。

开启子进程的第一种方法：

from multiprocessing import Process
import time,random
def piao (name):
      print('%s is piaoing' %name)
      # time.sleep(3000)
if __name__ == '__main__':
      # p=Process(target=piao,args=('alex',))
      p=Process(target=piao,kwargs={'name':'alex'})
      p.start()     #向操作系统发送开启子进程的信号
      # p.join()
      print ('主进程')
结果：

"D:\Program Files\Python36\python.exe" C:/Users/yangjianbo/PycharmProjects/untitled/第九课并发编程/开启子进程.py
主进程
alex is piaoing

结论：

p.start() 只是向操作系统发出一个开启子进程的信号，而不是真正的开启子进程。

当p.start()执行完以后，会立刻执行下一行代码，也就是print()，而不是等待子进程执行后，再执行print(). 

p.start()只能执行一次，多次会有报错。

上面的例子：如果我想要子进程执行完毕以后，再执行print()，如何实现？

子进程执行完，再执行主进程的代码。

from multiprocessing import Process
import time,random
def piao (name):
      print('%s is piaoing' %name)
      # time.sleep(3000)
if __name__ == '__main__':
      # p=Process(target=piao,args=('alex',))
      p=Process(target=piao,kwargs={'name':'alex'})
      p.start()     #向操作系统发送开启子进程的信号
      p.join()
      print ('主进程')
结果：

"D:\Program Files\Python36\python.exe" C:/Users/yangjianbo/PycharmProjects/untitled/第九课并发编程/开启子进程.py
alex is piaoing
主进程

结论:在p.start()后面添加一个p.join()，主进程就会在当前位置停下，等待子进程运行完成，再执行后面的代码。p.join()必须在p.start()的后面，否则子进程还未开启，p.join()也没有意义。这么做的意义就是为了防止主进程突然关闭，而导致子进程执行完毕以后，成为了僵尸进程。

开启子进程的第二种方法：

采用自定义类的方式。

from multiprocessing import Process
import time,random
class Myprocess(Process):
      def __init__(self,name):
            super(Myprocess,self).__init__()
            self.name=name
      def run(self):
            print ('%s is piaoing' %self.name)

if __name__ == '__main__':
    p=Myprocess('alex')
    p.start()
    print('主')

套接字通信开启子进程

服务端：

from socket import socket
from multiprocessing import Process
def tongxin(conn,addr):
    while True:
        try:
            cmd = conn.recv(1024)  # 收消息，限制单个消息的最大数为1024字节
            if not cmd: break
            conn.send(cmd.upper())
        except ConnectionResetError:
            break
    conn.close()
def lianjie():
    s = socket()
    s.bind(('127.0.0.1', 8080))  # 插卡，指定服务器的IP地址和端口号
    s.listen(5)
    while True:
        conn, client_addr = s.accept()
        p=Process(target=tongxin,args=(conn,client_addr))
        p.start()
    s.close()

if __name__ == '__main__':
    lianjie()

客户端：

import socket
client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1',8080))      #打电话

while True:
    cmd=input('数据>>').strip()
    if not cmd:continue
    client.send(cmd.encode('utf-8'))    #发消息
    recv=client.recv(1024).decode('gbk')       #收消息
    print(recv)

client.close()

进程对象的其他方法：

join方法：

from multiprocessing import Process
import time,random
def piao (name):
      print('%s is piaoing' %name)

if __name__ == '__main__':
      p1=Process(target=piao,args=('alex',))
      p2=Process(target=piao,args=('egon',))
      p3 = Process(target=piao, args=('wupaiqi',))
      p1.start()
      p2.start()
      p3.start()

      p1.join()
      p2.join()
      p3.join()
      print ('主进程')
结果：

"D:\Program Files\Python36\python.exe" C:/Users/yangjianbo/PycharmProjects/untitled/第九课并发编程/进程的其他对象方法.py
egon is piaoing
alex is piaoing
wupaiqi is piaoing
主进程

结论:

三个start()都是随机开启的，不会按顺序启动的。

三个join要放在三个start的后面，这样才是并发。

from multiprocessing import Process
import time,random
def piao (name):
      print('%s is piaoing' %name)

if __name__ == '__main__':
      p1=Process(target=piao,args=('alex',))
      p2=Process(target=piao,args=('egon',))
      p3 = Process(target=piao, args=('wupaiqi',))
      p1.start()
      p1.join()
      p2.start()
      p2.join()
      p3.start()
      p3.join()
      # p1.join()
      # p2.join()
      # p3.join()
      print ('主进程')
结果：

"D:\Program Files\Python36\python.exe" C:/Users/yangjianbo/PycharmProjects/untitled/第九课并发编程/进程的其他对象方法.py
alex is piaoing
egon is piaoing
wupaiqi is piaoing
主进程

结论：

如果是这么写的，就是真正的串行。

from multiprocessing import Process
import time,random
def piao (name):
      print('%s is piaoing' %name)

if __name__ == '__main__':
      p1=Process(target=piao,args=('alex',))
      p2=Process(target=piao,args=('egon',))
      p3 = Process(target=piao, args=('wupaiqi',))
      p_l=[p1,p2,p3]
      for p in p_l:
          p.start()
      for p in p_l:
          p.join()
      print ('主进程')

进程之间的内存空间是隔离的

from multiprocessing import Process
n=100
def task():
    global  n
    n=0
    print (n)
if __name__ == '__main__':
    p=Process(target=task)
    p.start()
    p.join()
    print('主',n)
结果：

"D:\Program Files\Python36\python.exe" C:/Users/yangjianbo/PycharmProjects/untitled/第九课并发编程/进程之间的内存空间是隔离的.py
0
主 100

结论:

进程之间的内存空间是隔离的，因为我修改了子进程的n,但是主进程的n还是原来的。

查看进程的pid和ppid。

杀死进程

进程池