网络编程(四)

IO 阻塞 非阻塞 多路复用 超时监测
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本地套接字
b(块设备文件) c（字符设备文件） 
d（文件夹）   - （普通文件）
l（链接文件）    link
s 套接字文件
p 管道文件
意义 ： 在linux/unix操作系统下，提供本地进程间通信的一种方式

本地套接字创建流程
1.创建套接字文件
sockfd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM)
2.绑定套接字文件
3.监听
4.接收连接
5.消息收发

cookie 
os.unlink()  or   os.remove() 
功能:删除某个文件
参数 ： 一个路径文件
os.path.exists()
功能 ： 判断一个文件是否存在
参数 ： 一个路径文件

多任务编程 

通过应用程序利用多个计算机核心达到多任务同时执行的目的，以此来提升程序执行效率

多进程，多线程

进程 ： 程序在计算机中一次执行的过程

程序 ： 是一个静态的描述，不占有计算机资源
进程 ： 是一个动态的过程，占有cpu内存的计算机资源，有一定的生命周期。

* 同一个程序，每次执行都是不同的进程。因为分配的计算机资源不同

1. 进程的创建流程
用户空间运行程序发起进程创建申请---》调用操作系统内核接口创建进程 ----》 分配计算机资源，确定进程状态---》 将新的进程提供给用户使用

2. 多个进程，如何占用cpu
* 一个内核统一时刻只能运行一个任务
* 多个进程对内核资源进行争夺，操作系统决定哪个进程占有计算机核心
* 占有计算机核心的进程我们称为该进程占有cpu的时间片

3. 进程有哪些信息，如何保存
PCB （进程控制块）： 在*nix系统中进程创建后，会在内存开辟一块空间存放进程的相关信息，称为PCB

查看进程信息   ps -aux

信息 ： 用户   PID  占有内存  优先级 等
PID : 在操作系统中进程的唯一标志，是大于0的整数，由系统自动分配

4.进程特征 
* 进程是操作系统资源分配的最小单位
* 每个进程单独占有4G虚拟内存
* 进程之间相互独立，运行不受影响

进程的状态

三态

就绪态 ： 进程具备运行条件，等待系统分配处理器运行
运行态 ： 进程占有cpu处于运行的状态
等待态 ： 又称为阻塞态，睡眠态，指进程暂时不具备运           行的条件，需要阻塞等待 
          （sleep  accept。。。）

五态

新建态 ： 创建一个进程，获取资源，直接表现为运行一个程序，或者在程序中创建新的进程

终止态 ： 进程执行结束，资源回收过程

ps -aux  ---> STAT 表示进程状态

D  等待态  （不可中断等待）
S  等待态   （可中断等待）
T  等待态   （暂停）
R  运行态
Z  僵尸态

+  前台进程  （不带+即为后台进程）
<  高优先级
N  低优先级
l  有进程链接
s  会话组

进程优先级

优先级决定了一个进程的执行权限和占有资源的优先程度

top  ： 动态查看当前运行的进程的状态  q退出
         < > 可以翻页

linux 中优先级范围  -20 ---- 19   -20最高
用户程序默认优先级为0

nice  ： 以指定的优先级运行进程

e.g.
nice  -9   ./while.py    以9的优先级运行此程序
sudo nice  --9 ./while.py  以-9的优先级运行此程序

renice ： 改变某个进程的优先级

e.g.    renice  2  PID


父子进程：在系统出除了初始化进程其他进程都有一个父进程，可能有多个子进程。

（process）
进程树  pstree

要求 ： 
1. 什么是进程，进程的特征
2. 进程状态，每种状态怎么回事，转换
3. 进程和线程的区别

需求 ： 编写一个程序可以同时做多件事情

方案 ： 使用两个进程分别完成预定事件

import os 

os.fork()
功能 ： 创建一个新的进程
参数 ： 无
返回值 ： 失败返回一个负数  -1

          成功  0   在子进程中fork的返回值

                    >0的正整数（新的进程的PID）在父进程中的返回值

* 父进程中fork之前的内容子进程同样会复制，但父子进程空间独立，fork之后的修改不会影响到对方
* 父子进程在执行上互不影响，谁先执行，谁先执行完不确定
* 子进程虽然复制父进程的空间，但是有自己的特性，比如自己的PID，进程PCB，进程栈空间等。

进程相关函数

获取PID号
os.getpid()
功能：获取当前进程的PID号
返回值 ： 当前进程PID

os.getppid()
功能 ： 获取当前进程父进程的PID号
返回值 ： 父进程PID

进程的退出
os._exit(status) 
功能 ： 结束一个进程
参数 ： 表示进程的结束状态 是一个整数

sys.exit([status])
功能 ： 结束一个进程，抛出异常
参数 ： 传入一个正整数表示结束状态
        传入字符串表示结束打印


孤儿进程 ：父进程先于子进程退出，此时子进程变为孤儿进程

* 孤儿进程会被系统指定的进程所“收养”，即该进程成为孤儿进程新的父进程。在孤儿进程退出时，“继父”会进行处理不会使其成为僵尸


僵尸进程 ： 子进程先于父进程退出，但是父进程没有处理子进程的退出状况，子进程就会成为僵尸进程。

* 僵尸进程会滞留PCB的部分信息在内存中，大量的僵尸进程会消耗系统资源，所以应该尽量避免僵尸进程的产生

如何避免僵尸进程的产生
1.让父进程先退出 （不好控制）
2.让父进程处理子进程的退出
*使用wait 或者  waitpid 函数

os.wait()
功能 ： 等待子进程的退出进行处理
参数 ： 无
返回值 ： 一个二元元组，第一个值为退出的子进程PID
                        第二个值为子进程退出状态


*使用信号处理

3.创建二级子进程


作业 ： 
1.学习os.waitpid()的使用
2.写一个群聊聊天室

*选择使用什么样的套接字
*功能描述

类似于qq群聊 ，用户在加入聊天室时有一个简单的登录
输入用户名即可
需要个数据结构保存用户
当一个人发送消息 其他人可以接受消息 
  张三 ： xxxxxx
当一个人登录 退出时给其他人一些提示 
 xxx  login
 xxx  logout
管理员发送消息 全部在线成员均可收到

下面是python程序
*************************************************************
import os
from test import * 
from time import sleep

print("准备创建进程")
a = 1 

pid = os.fork()

if pid < 0:
    print("创建进程失败")
elif pid == 0:
    
    print("创建了一个新的进程 a = ",a)
    a = 10000
else:
    # sleep(0.1)
    print("这是原有的进程")
    # fun2()
    print("a = ",a)

print("进程执行完毕")
*************************************************************
import os 
from time import sleep

pid = os.fork()

if pid < 0:
    print("Create process failed")
elif pid == 0:   
    print("Child process")
    print("getpid() :",os.getpid()) #子进程自己获取自己的PID
    print("getppid() :",os.getppid()) #子进程获取它父进程的PID
    print("========================")
else:
    sleep(1)
    print("Parent process")
    print("pid =",pid)            #父进程fork返回值就是子进程PID
    print("getpid():",os.getpid())#父进程获取自己的PID
*************************************************************
import os 
from time import sleep 

pid = os.fork()

if pid < 0:
    print("Create process failed")
elif pid == 0:
    #父进程已经退出，打印的将是新的父进程的ＰＩＤ
    # sleep(1)
    # print("My parent PID:",os.getppid())
    print("child PID",os.getpid())
else:
    #子进程退出，父进程不退出
    sleep(1)
    while True:
        pass

    # print("Parent PID:",os.getpid())
**************************************************************
import time 

def fun1():
    time.sleep(6)
    print("做完第一件事")

def fun2():
    time.sleep(4)
    print("做完第二件事")

if __name__ == "__main__":
    fun1()
    fun2()
**************************************************************
from socket import *  
import sys,os 

#确定用哪个文件进行通信
server_address = './test'

#判断文件存在性，如果已经存在需要处理
if os.path.exists(server_address):
    os.unlink(server_address)

#创建本地套接字
sockfd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM)

#绑定本地套接字文件
sockfd.bind(server_address)
#监听
sockfd.listen(5)

#收发消息
while True:
    c,addr = sockfd.accept() 
    while True:
        data = c.recv(1024)
        if data:
            print(data.decode())
            c.sendall("收到消息".encode())
        else:
            break 
    c.close()
s.close()
*********************************************************
from socket import *  
import sys,os 

#确定用哪个文件进行通信
server_address = './test'

#判断文件存在性，如果已经存在需要处理
if os.path.exists(server_address):
    os.unlink(server_address)

#创建本地套接字
sockfd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM)

#绑定本地套接字文件
sockfd.bind(server_address)
#监听
sockfd.listen(5)

#收发消息
while True:
    c,addr = sockfd.accept() 
    while True:
        data = c.recv(1024)
        if data:
            print(data.decode())
            c.sendall("收到消息".encode())
        else:
            break 
    c.close()
s.close()
***********************************************************
import os,sys 
from time import sleep 

pid = os.fork()

if pid < 0:
    print("Create process failed")
elif pid == 0:
    print("Child process...",os.getpid())
    sleep(2)
    sys.exit(5)
else:
   p,status = os.wait() 
   print(p,status)
   print(os.WEXITSTATUS(status))
   while True:
       pass
************************************************************
#!/usr/bin/env python3

from time import sleep 

while True:
    sleep(3)
    print("进程正在运行")