一 操做系统的做用:python
1:隐藏丑陋复杂的硬件接口,提供良好的抽象接口算法
2:管理、调度进程,而且将多个进程对硬件的竞争变得有序编程
二 多道技术: json
1.产生背景:针对单核,实现并发windows
ps:安全
如今的主机通常是多核,那么每一个核都会利用多道技术多线程
有4个cpu,运行于cpu1的某个程序遇到io阻塞,会等到io结束再从新调度,会被调度到4个并发
cpu中的任意一个,具体由操做系统调度算法决定。app
2.空间上的复用:如内存中同时有多道程序dom
3.时间上的复用:复用一个cpu的时间片
强调:遇到io切,占用cpu时间过长也切,核心在于切以前将进程的状态保存下来,这样 才能保证下次切换回来时,能基于上次切走的位置继续运行
3、进程
进程:正在进行的一个过程或者说一个任务。而负责执行任务的则是cpu
程序:仅仅只是一堆代码而已,而进程指的是程序的运行过程。
须要强调的是:同一个程序执行两次,那也是两个进程,好比打开暴风影音,虽然都是同一个软件,可是一个能够播放大话西游,一个能够播放海贼王。
关于multiprocess模块——综合的、多元的 进程模块(包):python中建立进程用来替我作事。
import os from multiprocessing import Process #导入进程模块 import time def func(): time.sleep(2) print('子进程号%d'%os.getpid()) if __name__ =='__main__': p=Process(target=func) p.start() #启动子进程 print('第一次主进程号%d'%os.getpid()) p.join() #阻塞 print('第二次主进程号%d'%os.getpid())
有两种状况:
一、没有p.join() :这种状况下不阻塞,执行主程序,调用子进程。子进程和父进程是异步执行。
建立进程对象 传要执行的函数 以及参数 进程对象.start() 主进程和子进程就是异步执行 若是主进程中的代码已经结束了,子进程还没结束,主进程会等待子进程 p.join 就是主进程会阻塞在join的位置,等待p进程结束 windows操做系统中 建立进程的语句必定要放在if __name__ == '__main__':条件语句下面
二、有p.join():主进程阻塞在join的位置,等待p进程的结束(异步阻塞)
二、开启多个子进程
import os import time from multiprocessing import Process def func(i): time.sleep(3) print('%d :子进程%d干的事,父进程%d干的事'%(i,os.getpid(),os.getppid())) if __name__=='__main__': p_lst=[] for i in range(10): p=Process(target=func,args=(i,)) #实例化,调用线程类,传参数 p.start() #启动线程(相似传达一下消息 p_lst.append(p) for p in p_lst: p.join() #阻塞 print('-------主进程-------')
建立一个线程,而后启动(对象名.start),它会在未知的时间里建立线程,因此至于它是否是在主线程以前仍是以后启动都不能肯定。若是想要主线程在全部线程后等待,那么须要预先建立一个空列表,而后把全部启动的子线程放入列表中,对列表中的子线程整体进行循环阻塞后,启动主线程。
三、另外一种开启多进程的方法
import os from multiprocessing import Process class MyProcess(Process): #必须建立一个类,必须继承Process方法 def run(self): #必须实现run方法 print('子进程%d'%os.getpid()) self.walk() def walk(self): print('子进程walk%d'%os.getpid()) if __name__ =='__main__': p=MyProcess() #先实例化一个对象 p.start() #启动子进程 p.join() print('主进程%d'%os.getpid()) #主进程
4.守护进程
守护进程:守护进程会随着主进程的代码的结束而结束
守护进程的做用:会随着主进程的代码执行结束而结束,不会等待其余子进程
守护进程要在start以前设置,在守护进程(也是个子进程)中,不能再开启子进程。
import time from multiprocessing import Process def func(): print('--'*10) time.sleep(15) print('--'*10) def cal_time(): while True: time.sleep(1) print('过去了1秒') if __name__ == '__main__': p = Process(target=cal_time) p.daemon = True # 必定在开启进程以前设置 p.start() p2 = Process(target=func) # 15s p2.start() for i in range(100): # 10s time.sleep(0.1) print('*'*i) p2.join()
锁Lock:
在并发编程中,为了保证数据安全。加上锁以后,每次须要等待数据被访问完以后,才能继续被其余应用访问。
import json import time import random from multiprocessing import Lock from multiprocessing import Process def search(i): with open('ticket') as f: print(i,json.load(f)['count']) def get(i): with open('ticket') as f: ticket_num = json.load(f)['count'] time.sleep(random.random()) if ticket_num > 0: with open('ticket','w') as f: json.dump({'count':ticket_num-1},f) print('%s买到票了'%i) else: print('%s没票了'%i) def task(i,lock): search(i) # 查看票 lock.acquire() #须要锁 get(i) # 抢票 lock.release() #释放锁 if __name__ == '__main__': lock = Lock() #实例化锁 for i in range(20): # 20我的同时抢票 p = Process(target=task,args=(i,lock)) p.start()
信号量:一把钥匙多个锁,能够容许几个进程同时访问数据(数量是有限制的)
from multiprocessing import Semaphore from multiprocessing import Process import time import random def sing(i,sem): sem.acquire() print('%d进入KTV'%i) time.sleep(random.randint(1,10)) print('%d离开ktv'%i) sem.release() if __name__ =='__main__': sem=Semaphore(4) for i in range(20): Process(target=sing,args=(i,sem)).start()
4、并发与并行
不管是并行仍是并发,在用户看来都是'同时'运行的,不论是进程仍是线程,都只是一个任务而已,真是干活的是cpu,cpu来作这些任务,而一个cpu同一时刻只能执行一个任务
1 并发:是伪并行,即看起来是同时运行。单个cpu+多道技术就能够实现并发,(并行也属于并发)
2 并行:同时运行,只有具有多个cpu才能实现并行
单核下,能够利用多道技术,多个核,每一个核也均可以利用多道技术(多道技术是针对单核而言的)
有四个核,六个任务,这样同一时间有四个任务被执行,假设分别被分配给了cpu1,cpu2,cpu3,cpu4,
一旦任务1遇到I/O就被迫中断执行,此时任务5就拿到cpu1的时间片去执行,这就是单核下的多道技术
而一旦任务1的I/O结束了,操做系统会从新调用它(需知进程的调度、分配给哪一个cpu运行,由操做系统说了算),可能被分配给四个cpu中的任意一个去执行
全部现代计算机常常会在同一时间作不少件事,一个用户的PC(不管是单cpu仍是多cpu),均可以同时运行多个任务(一个任务能够理解为一个进程)。
启动一个进程来杀毒(360软件)
启动一个进程来看电影(暴风影音)
启动一个进程来聊天(腾讯QQ)
全部的这些进程都需被管理,因而一个支持多进程的多道程序系统是相当重要的
多道技术概念回顾:内存中同时存入多道(多个)程序,cpu从一个进程快速切换到另一个,使每一个进程各自运行几十或几百毫秒,这样,虽然在某一个瞬间,一个cpu只能执行一个任务,但在1秒内,cpu却能够运行多个进程,这就给人产生了并行的错觉,即伪并发,以此来区分多处理器操做系统的真正硬件并行(多个cpu共享同一个物理内存)
5、同步/异步和阻塞/非阻塞
同步:就是在发出一个功能调用时,在没有获得结果以前,该调用就不会返回。按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步调用。可是通常而言,咱们在说同步、异步的时候,特指那些须要其余部件协做或者须要必定时间完成的任务。
异步:当一个异步功能调用发出后,调用者不能马上获得结果。当该异步功能完成后,经过状态、通知或回调来通知调用者。若是异步功能用状态来通知,那么调用者就须要每隔必定时间检查一次,效率就很低(有些初学多线程编程的人,总喜欢用一个循环去检查某个变量的值,这实际上是一 种很严重的错误)。若是是使用通知的方式,效率则很高,由于异步功能几乎不须要作额外的操做。至于回调函数,其实和通知没太多区别。
阻塞:是指调用结果返回以前,当前线程会被挂起(如遇到io操做)。函数只有在获得结果以后才会将阻塞的线程激活。有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来,实际上他是不一样的。对于同步调用来讲,不少时候当前线程仍是激活的,只是从逻辑上当前函数没有返回而已。
非阻塞:指在不能马上获得结果以前也会马上返回,同时该函数不会阻塞当前线程。
小结:
1. 同步与异步针对的是函数/任务的调用方式:同步就是当一个进程发起一个函数(任务)调用的时候,一直等到函数(任务)完成,而进程继续处于激活状态。而异步状况下是当一个进程发起一个函数(任务)调用的时候,不会等函数返回,而是继续往下执行当,函数返回的时候经过状态、通知、事件等方式通知进程任务完成。
2. 阻塞与非阻塞针对的是进程或线程:阻塞是当请求不能知足的时候就将进程挂起,而非阻塞则不会阻塞当前进程