并发编程
1) 操作系统发展史
- 1.1 穿孔卡片
- 读取数据速度特别慢
- CPU的利用率极低
- 单用户(一份代码)使用
- 1.2 批处理
- 读取数据速度特别慢
- CPU的利用率极低
- 联机（多份代码）使用
- 效率还是很低
- 1.3 脱机批处理（现代操作系统的设计原理）
- 读取数据速度提高
- CPU的利用率提高
2) 多道技术 (基于单核背景下产生的):
- 单道: 一条道走到黑 ----> 串行
- 比如: a,b需要使用cpu，a先使用，b等待a使用完毕后，b才能使用cpu。
- 多道: （*******）
- 比如: a,b需要使用cpu，a先使用，b等待a，直到a进入“IO或执行时间过长”
a会（切换 + 保存状态），然后b可以使用cpu，待b执行遇到 “IO或执行时间过长”
再将cpu执行权限交给a，直到两个程序结束。
- 空间上的复用（*******）:
多个程序使用一个CPU。
- 时间上的复用（*******）:
切换 + 保存状态
1) 当执行程序遇到IO时，操作系统会将CPU的执行权限剥夺。
优点:
- CPU的利用率高
2) 当执行程序执行时间过长时，操作系统会将CPU的执行权限剥夺。
缺点:
- 程序的执行效率低
- 并发与并行:（*******）
- 并发:
在单核（一个cpu）情况下，当执行两个a,b程序时，a先执行，当a遇到IO时，b开始争抢cpu的执行权限，再让b执行，他们看起像同时运行。
指的是看起来像同时在运行，多个程序不停 切换 + 保存状态。
- 并行:
在多核（多个cpu）的情况下，当执行两个a,b程序时，a与b同时执行。他们是真正意义上的同时运行。
真实意义上的同时运行，在多核(多个CPU)的情况下，同时执行多个程序。
面试题: 在单核情况下能否实现并行？ 不行
3) 进程
1.什么是进程？
进程是一个资源单位。
2.进程与程序:
- 程序: 一对代码文件。
- 进程: 执行代码的过程，称之为进程。
3 进程调度: (了解)
1) 先来先服务调度算法(了解)
- 比如程序 a，b，若a先来，则让a先服务，待a服务完毕后，b再服务。
- 缺点: 执行效率低。
2) 短作业优先调度算法(了解)
- 执行时间越短，则先先调度。
缺点:
导致执行时间长的程序，需要等待所有时间短的程序执行完毕后，才能执行。
现代操作系统的进程调度算法: 时间片轮转法 + 多级反馈队列 (知道)
3) 时间片轮转法
- 比如同时有10个程序需要执行，操作系统会给你10秒，然后时间片轮转法会将10秒分成10等分。
4) 多级反馈队列:
1级队列: 优先级最高，先执行次队列中程序。
2级队列: 优先级以此类推
3级队列:
4) 同步与异步(*******):
同步与异步 指的是 “提交任务的方式”。
同步（串行）:
两个a，b程序都要提交并执行，假如a先提交执行，b必须等a执行完毕后，才能提交任务。
异步（并发）:
两个a，b程序都要提交并执行，假如a先提交并执行，b无需等a执行完毕，就可以直接提交任务。
5) 阻塞与非阻塞(*******):
- 阻塞（等待）:
- 凡是遇到IO都会阻塞。
- IO:
input()
output()
print()
time.sleep(3)
文件的读写
数据的传输
- 非阻塞 (不等待) :
- 除了IO都是非阻塞 （比如: 从1+1开始计算到100万）
6) 进程的三种状态（*******）:
- 就绪态:
- 同步与异步
- 运行态: 程序的执行时间过长 ----> 将程序返回给就绪态。
- 非阻塞
- 阻塞态:
- 遇到IO
面试题: 阻塞与同步是一样的吗？非阻塞与异步是一样的吗？
- 同步与异步: 提交任务的方式
- 阻塞与非阻塞: 进程的状态。
- 异步非阻塞: ----> cpu的利用率最大化!
7) 创建进程的两种方式:
windows:
- 当创建进程时，会将当前py文件的会由上到下重新执行一次，所以我们需要执行代码放在__main__中。
linux:
- 在linux系统，会直接复制一份代码去执行。
-
python每次创建子进程都会先把主进程中的代码当成模块加载一遍
-
所以下面的代码有3个bar
3.所以要把进程写到 if __name__下面,模块加载的时候不会执行if __name__下面的代码,如果不写到下面,当模块加载的时候在创建子进程,在加载在创建会陷入死循环
from multiprocessing import Process import time # 方式1: 直接调用Process def task(name): print(f'start...{name}的子进程') time.sleep(3) print(f'end...{name}的子进程') if __name__ == '__main__': # target=任务(函数地址) ---> 创建一个子进程 # # 异步提交了三个任务 p_obj1 = Process(target=task,args=('jason_sb',)) # p = Process(target=XXX,args=(元组,),kwargs={key:value}) args,kwargs为传参 p_obj1.start() # 告诉操作系统，去创建一个子进程 p_obj1.join() # 告诉主进程，等待子进程结束后，再结束,并销毁 p_obj2 = Process(target=task,args=('sean',)) p_obj2.start() p_obj3 = Process(target=task,args=('大饼',)) p_obj3.start() print('正在执行当前主进程') ''' start...jason_sb的子进程 end...jason_sb的子进程 正在执行当前主进程 start...sean的子进程 start...大饼的子进程 end...sean的子进程 end...大饼的子进程 '''
# 方式二: from multiprocessing import Process import time class MyProcess(Process): def run(self): print(f'start...{self.name}的子进程') time.sleep(3) print(f'end...{self.name}的子进程') if __name__ == '__main__': list1 = [] for line in range(10): obj = MyProcess() obj.start() list1.append(obj) for obj in list1: obj.join() print('主进程') ''' start...MyProcess-3的子进程 start...MyProcess-4的子进程 start...MyProcess-8的子进程 start...MyProcess-1的子进程 start...MyProcess-7的子进程 start...MyProcess-2的子进程 start...MyProcess-6的子进程 start...MyProcess-5的子进程 start...MyProcess-9的子进程 start...MyProcess-10的子进程 end...MyProcess-3的子进程 end...MyProcess-4的子进程 end...MyProcess-8的子进程 end...MyProcess-1的子进程 end...MyProcess-7的子进程 end...MyProcess-2的子进程 end...MyProcess-6的子进程 end...MyProcess-5的子进程 end...MyProcess-9的子进程 end...MyProcess-10的子进程 主进程 '''