day36

今日内容概要

• 进程基础(操作系统中的概念)

• 进程调度算法(四种算法)

• 进程的并行和并发的概念

• 同步异步阻塞非阻塞的概念

• 创建进程(进程类Process)

• Process类的参数

• Process类的方法

• 如何开启多进程

• 基于TCP协议的高并发程序

进程基础

进程它是操作系统中最重要的概念，也是最基本的一个概念
线程也是操作系统中的一个很重要的概念

进程和线程都是有操作系统来调度使用的，我们程序员是不能控制的，这里就设计到调度算法

什么是进程？什么是线程？什么是程序？
进程和程序是两码事、完全不一样
程序：其实是一个死的东西、一堆代码就是程序，他也没有生命周期
进程：它是有生命周期的，这个任务做完，进程就不存在了

在一个进程中，可以有多个线程，一个进程中只有一个线程，也是可以的。
一个进程中至少要有一个线程
进程和线程他们都是有操作系统来调度的，程序员级别是没办法来调度的，协程就是程序员级别的，协程的调度它就是有我们程序员自己来调度的，在操作系统中是没有协程这个概念的，是我们人为的抽象出来的

进程》》》线程》》》协程
消耗资源对比：进程》》》线程》》》协程

单个cpu一次只能运行一个任务

进程调度算法

cpu的工作机制：
     1.遇到I/O的时候，cpu会交出执行权限
     2.当cpu遇到耗时比较长的时候，也会自动交出执行权限，切换到其他任务

I/O密集型
    他会被时间所阻塞，不会占用大量的cpu资源，比如sleep(3)
计算机密集型
    不占用大量的时候， 会占用大量的cpu资源，这种情况就是计算机密集型，没有时间的大量消耗

for i in range(10000000):
        i+=1

一、先来先服务调度算法
二、短作业优先调度算法
三、时间片轮转法
四、多级反馈队列

进程的并行和并发概念

并行：统一时刻同时运行
如果cpu是单核的，同一时刻能不能做到同时执行多个任务，不能
如果是多核，就可以同一时刻做到
核是2，最多同一时刻最多执行2个任务
核是4，同一时刻最多执行4个任务

并发：一段时间内看起来是同时运行
    如果是单核的cpu，听课、看视频、浏览网页能不能一起操作，是可以的，cpu的切换达到的

同步 异步 阻塞和非阻塞

所谓同步，就是在发出一个*调用*时，在没有得到结果之前，该*调用*就不返回。但是一旦调用返回，就得到返回值了。
换句话说，就是由*调用者*主动等待这个*调用*的结果。

而异步则是相反，*调用*在发出之后，这个调用就直接返回了，所以没有返回结果。换句话说，当一个异步过程调用发出后，调用者不会立刻得到结果。而是在*调用*发出后，*被调用者*通过状态、通知来通知调用者，或通过回调函数处理这个调用。

典型的异步编程模型比如Node.js

阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态.

阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起。调用线程只有在得到结果之后才会返回。
非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程

如何创建进程

from multiprocessing import Process
def task():
    with open('a.txt','w',encoding='utf-8') as f:
            f.write('helloworld')
 
if __name__ == '__main__': # windows平台上必须写在这个里面
        p = Process(target=task) # 实例出来一个进程类，让这个进程执行task任务
        p.start() # 真正的开始进程

process类参数

from multiprocessing import Process
 
 
def task(name, age, gender):
    print(name, age, gender)
    with open('a.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
        f.write('helloworld')
 
"""现在这个写法还没有开启进程"""
"""Windows平台上必须写在这个里面"""
if __name__ == '__main__':
    """
    group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={},
                 *, daemon=None
    """
    p = Process(target=task, name='process-2', args=(), kwargs={'name':'jerry', 'age':20, 'gender':'male'})  # 实例出来一个进程类， 让这个进程执行task任务
    p.start()  # 真正的开启进程
    # 操作系统是负责把这个进程开起来
    # 开启一个进程来执行task任务，真正是谁在执行这个任务，是线程，进程里面至少要有一个线程
    """进程的几个属性：1. 进程名 2. 进程号pid kill """
    # 如何查看进程的名称
    print(p.name) # Process-1
    # 怎么改进程名字
    # p.name = '这是新的进程名'
    # print(p.name)  # 这是新的进程名

 

Process类的几个方法

from multiprocessing import Process
 
import time
def task(name, age, gender):
    print(name, age, gender)
    # with open('a.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    #     f.write('helloworld')
    time.sleep(3)
    print("子进程的代码")
 
"""现在这个写法还没有开启进程"""
"""Windows平台上必须写在这个里面"""
if __name__ == '__main__':
    """
    group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={},
                 *, daemon=None
    """
    # 子进程  主进程
    """只是通知操作系统去开进程，并不是立马把进程开起来，他是需要消耗一定的时间的，侧面的反应了开启进程其实消耗很大"""
    p = Process(target=task, name='process-2', args=(), kwargs={'name':'jerry', 'age':20, 'gender':'male'})  # 实例出来一个进程类， 让这个进程执行task任务
    p.start()  # 真正的开启进程
    # 操作系统是负责把这个进程开起来
    # 开启一个进程来执行task任务，真正是谁在执行这个任务，是线程，进程里面至少要有一个线程
    """进程的几个属性：1. 进程名 2. 进程号pid kill """
    # 如何查看进程的名称
    # print(p.name) # Process-1
    # 怎么改进程名字
    # p.name = '这是新的进程名'
    # print(p.name)  # 这是新的进程名
 
    ## 如何查看进程号
    # print(p.pid) # process id
 
    # print(p.is_alive()) # True
    # p.terminate() # 杀死进程，结束任务
    # import time
    # time.sleep(1)
    # print(p.is_alive())
    p.join() # 等待子进程的代码全部执行完毕，在走主进程的
    print("主进程的代码执行完毕")

如何开启多进程

多进程就意味着可以同时做多个任务嘛， 一个进程做一个任务，多个进程肯定是做多个任务
from multiprocessing import Process
 
import time
def task(name):
    # print(name)
    # with open('a.txt', 'a', encoding='utf-8') as f:
    #     f.write('helloworld')
    print("子进程")
    time.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
    """理论上你是可以一直开进程，单是你需要考虑资源的消耗情况"""
    start_time = time.time()
    ll = []
    for i in range(10):
        p=Process(target=task, kwargs={'name':'kevin'})
        p.start()
        # p.join() #
        ll.append(p)
 
    for j in ll:
        j.join()
 
    print("主进程, 总时间：", time.time() - start_time)

基于TCP协议的高并发程序

一个服务端不能够同时给多个客户端发送消息
import socket  # python提供的socket模块
 
def task(conn):
    while True:
        try:
            # 异常了一个bug，粘包现象
            data = conn.recv(1024)  # 括号里面写的是接收的字节数，最多接收1024个字节
            if len(data) == 0:
                continue
            print(data)  # 还是bytes类型
 
            # 服务端开始给客户端也发送一个数据
            conn.send(data.upper())
        except Exception as e:
            print(e)
            break
 
    conn.close()
 
 
from multiprocessing import Process
 
if __name__ == '__main__':
    # 1. 买手机
    # SOCK_STREAM  ====> 代表的是TCP协议
    # socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # udp协议
    server = socket.socket()  # 默认是TCP协议
 
    # 2. 买手机卡
    # '0.0.0.0'  =====> 代表允许任何的ip链接
    # server.bind(('0.0.0.0', 8000)) # 服务端绑定一个地址
    server.bind(('127.0.0.1', 8001))  # 服务端绑定一个地址
 
    # 3. 开机
    server.listen(1)  # 监听，半连接池
    print('服务端正在准备接收客户端消息：')
    while True:
        conn, client_addr = server.accept()  # 接收,  程序启动之后，会在accept这里夯住，阻塞
        p = Process(target=task, args=(conn,))
        p.start()