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  • 进程

    1. 进程 VS 程序

    编写完毕的代码,在没有运行的时候,称之为程序

    正在运行着的代码,就成为进程

    进程,除了包含代码以外,还有需要运行的环境等,所以和程序是有区别的

    进程是系统分配资源的最小单位。

    创建进程是一种资源分配,当子进程被父进程创建后,在其执行完成结束后,应当由父进程及时回收。

    2. 孤儿进程

    子进程还未运行完成,父进程就结束运行退出,留下的子进程就是孤儿进程。

    父进程死掉后,孤儿进程会被别的进程收养,通常是init进程(pid为1)。

    因为孤儿进程最终会被继父回收,所以没有什么危害性。

    3. 僵尸进程

    子进程运行完成,但是父进程迟迟没有进行回收,此时子进程实际上并没有退出,其仍然占用着系统资源,这样的子进程称为僵尸进程。

    因为僵尸进程的资源一直未被回收,造成了系统资源的浪费,过多的僵尸进程将造成系统性能下降,所以应避免出现僵尸进程。

    总结:

    • 多进程中,每个进程中所有数据(包括全局变量)都各有拥有一份,互不影响 (读时共享,写时复制)

    父子进程的执行顺序

    父进程、子进程执行顺序没有规律,完全取决于操作系统的调度算法

    multiprocessing

    multiprocessing模块提供了一个Process类来代表一个进程对象,下面的例子演示了启动一个子进程并等待其结束:

    Process语法结构如下:

    Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])

    • target:表示这个进程实例所调用对象;

    • args:表示调用对象的位置参数元组;

    • kwargs:表示调用对象的关键字参数字典;

    • name:为当前进程实例的别名;

    • group:大多数情况下用不到;

    Process类常用方法:

    • is_alive():判断进程实例是否还在执行;

    • join([timeout]):是否等待进程实例执行结束,或等待多少秒;

    • start():启动进程实例(创建子进程)

    • run():如果没有给定target参数,对这个对象调用start()方法时,就将执行对象中的run()方法;

    • terminate():不管任务是否完成,立即终止;

    Process类常用属性:

    • name:当前进程实例别名,默认为Process-N,N为从1开始递增的整数;

    • pid:当前进程实例的PID值;

    #coding=utf-8
    from multiprocessing import Process
    import time
    import os
    
    #两个子进程将会调用的两个方法
    def  worker_1(interval):
        print("worker_1,父进程(%s),当前进程(%s)"%(os.getppid(),os.getpid()))
        t_start = time.time()
        time.sleep(interval) #程序将会被挂起interval秒
        t_end = time.time()
        print("worker_1,执行时间为'%0.2f'秒"%(t_end - t_start))
    
    def  worker_2(interval):
        print("worker_2,父进程(%s),当前进程(%s)"%(os.getppid(),os.getpid()))
        t_start = time.time()
        time.sleep(interval)
        t_end = time.time()
        print("worker_2,执行时间为'%0.2f'秒"%(t_end - t_start))
    
    #输出当前程序的ID
    print("进程ID:%s"%os.getpid())
    
    #创建两个进程对象,target指向这个进程对象要执行的对象名称,
    #args后面的元组中,是要传递给worker_1方法的参数,
    #因为worker_1方法就一个interval参数,这里传递一个整数2给它,
    #如果不指定name参数,默认的进程对象名称为Process-N,N为一个递增的整数
    p1=Process(target=worker_1,args=(2,))
    p2=Process(target=worker_2,name="junGe", args=(1,))
    
    #使用"进程对象名称.start()"来创建并执行一个子进程,
    #这两个进程对象在start后,就会分别去执行worker_1和worker_2方法中的内容
    p1.start()
    p2.start()
    
    #同时父进程仍然往下执行,如果p2进程还在执行,将会返回True
    print("p2.is_alive=%s"%p2.is_alive())
    
    #输出p1和p2进程的别名和pid
    print("p1.name=%s"%p1.name)
    print("p1.pid=%s"%p1.pid)
    print("p2.name=%s"%p2.name)
    print("p2.pid=%s"%p2.pid)
    
    #join括号中不携带参数,表示父进程在这个位置要等待p1进程执行完成后,
    #再继续执行下面的语句,一般用于进程间的数据同步,如果不写这一句,
    #下面的is_alive判断将会是True,在shell(cmd)里面调用这个程序时
    #可以完整的看到这个过程,大家可以尝试着将下面的这条语句改成p1.join(1),
    #因为p2需要2秒以上才可能执行完成,父进程等待1秒很可能不能让p1完全执行完成,
    #所以下面的print会输出True,即p1仍然在执行
    p1.join()
    print("p1.is_alive=%s"%p1.is_alive())
    print("p2.is_alive=%s"%p2.is_alive())

    运行结果:

    进程ID:53319
    p2.is_alive=True
    p1.name=Process-1
    p1.pid=53320
    p2.name=junGe
    p2.pid=53321
    worker_2,父进程(53319),当前进程(53321)
    worker_1,父进程(53319),当前进程(53320)
    worker_2,执行时间为'1.00'秒
    worker_1,执行时间为'2.00'p1.is_alive=False   # 主进程代码等待子进程结束才执行
    p2.is_alive=False   # 主进程代码等待子进程结束才执行
    
    
     
    # p1.join()  # join([timeout]):是否等待进程实例执行结束,或等待多少秒;
    
    进程ID:53345
    p2.is_alive=True
    p1.name=Process-1
    p1.pid=53346
    p2.name=junGe
    p2.pid=53347
    p1.is_alive=True   # 父进程不等待子进程直接执行,与上面代码结果顺序不同
    p2.is_alive=True
    worker_2,父进程(53345),当前进程(53347)
    worker_1,父进程(53345),当前进程(53346)
    worker_2,执行时间为'1.00'秒
    worker_1,执行时间为'2.00'

    进程的创建-Process子类

    创建新的进程还能够使用类的方式,可以自定义一个类,继承Process类,每次实例化这个类的时候,就等同于实例化一个进程对象,请看下面的实例:

    from multiprocessing import Process
    import time
    import os
    
    #继承Process类
    class Process_Class(Process):
        #因为Process类本身也有__init__方法,这个子类相当于重写了这个方法,
        #但这样就会带来一个问题,我们并没有完全的初始化一个Process类,所以就不能使用从这个类继承的一些方法和属性,
        #最好的方法就是将继承类本身传递给Process.__init__方法,完成这些初始化操作
        def __init__(self,interval):
            Process.__init__(self)
            self.interval = interval
    
        #重写了Process类的run()方法
        def run(self):
            print("子进程(%s) 开始执行,父进程为(%s)"%(os.getpid(),os.getppid()))
            t_start = time.time()
            time.sleep(self.interval)
            t_stop = time.time()
            print("(%s)执行结束,耗时%0.2f秒"%(os.getpid(),t_stop-t_start))
    
    if __name__=="__main__":
        t_start = time.time()
        print("当前程序进程(%s)"%os.getpid())
        p1 = Process_Class(2)
        #对一个不包含target属性的Process类执行start()方法,就会运行这个类中的run()方法,所以这里会执行p1.run()
        p1.start()
        p1.join()
        t_stop = time.time()
        print("(%s)执行结束,耗时%0.2f"%(os.getpid(),t_stop-t_start))

    当前程序进程(53419) 子进程(53420) 开始执行,父进程为(53419) (53420)执行结束,耗时2.00秒 (53419)执行结束,耗时2.01
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