并发

一、操作系统发展史

　　1.穿孔卡片

　　2.磁带

　　3.批处理

　　本质：都是想提高CPU的利用率

二、多道技术

　　1.空间上的复用

　　　　多个程序公用一台硬件设备

　　2.时间上的复用（洗衣，做饭，烧水）

　　　　cpu在多个程序之间来回切换着执行程序

　　　　cpu什么时候会切换：

　　　　　　（1）程序占用cpu时间过长，操作系统会剥夺该程序的cpu执行权限（降低了程序的执行效率）

　　　　　　（2）程序遇到IO操作，操作系统会剥夺该程序的cpu执行权限（提高了利用率，并且也不影响程序的执行效率）

　　　　并发：看起来像同时运行的就可以

　　　　并行：真正意义上的同时执行，单核的计算机能不能实现并行，但是可以实现并发

三、进程理论

　　1.程序：一堆代码

　　　进程：正在运行的程序

　　2.同步异步：表示的是任务的提交方式

　　　　同步：任务提交之后，原地等待的任务的执行并拿到返回结果才走，期间不做任何事（程序层面的表现就是卡住了）

　　　　异步：任务提交之后，不再原地等待，而是继续执行下一行代码（结果是要的，但是是用其他方式获取）

　　3.阻塞非阻塞：表示的程序的运行状态

　　　　阻塞：阻塞态

　　　　非阻塞：就绪态，运行态

　　　　强调：同步异步，阻塞非阻塞是两对概念，不能混为一谈

四、创建进程的两种方式

　　1.创建进程就是在内存中重新开辟一块内存空间，

　　　　将允许产生的代码丢进去

　　　　一个进程对应在内存就是一块独立的内存空间

　　2.进程与进程之间数据是隔离的，无法直接交互，

　　　　但是可以通过某些技术实现间接交互

　　3.windows创建进程会将代码以模块的方式，从上往下执行一遍

　　　linux会直接将代码完完整整的拷贝一份

　　　windows创建进程一定要在if __name__ == '__main__'：代码块内创建，否则报错

　　4.方法一：

from multiprocessing import Process
import time


def test(name):
    print('%s is running'%name)
    time.sleep(3)
    print('%s is over'%name)

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test,args=('egon',))  # 创建一个进程对象
    p.start()  # 告诉操作系统帮你创建一个进程
    print('主')

　　方式二：

from multiprocessing import Process
import time

class MyProcess(Process):
    def __init__(self,name):
        super().__init__()
        self.name = name

    def run(self):
        print('%s is running' % self.name)
        time.sleep(3)
        print('%s is over' % self.name)

if __name__ == '__main__':
    p = MyProcess('egon')
    p.start()
    print('主')

五、进程方法join

　　start()作用仅仅是告诉操作系统帮你创建一个进程，至于这个进程什么时候创建由操作系统随机决定

　　join()作用主进程代码等待子进程运行结束

from multiprocessing import Process
import time

def test(name,i):
    print('%s is running'%name)
    time.sleep(i)
    print('%s is over'%name)
if __name__ == '__main__':
    p_list = []
    # for i in range(3):
    #     p = Process(target=test,args=('进程%s'%i,i))
    #     p.start()
    #     p_list.append(p)
    # for p in p_list:
    #     p.join()
    p = Process(target=test,args=('egon',1))
    p1 = Process(target=test,args=('kevin',2))
    p2 = Process(target=test,args=('jason',3))
    start_time = time.time()
    p.start()  # 仅仅是告诉操作系统帮你创建一个进程 至于这个进程什么时候创  操作系统随机决定
    p1.start()
    p2.start()
    p2.join()
    p.join()
    p1.join()

    # 主进程代码等待子进程运行结束 才继续运行
    # p.join()  # 主进程代码等待子进程运行结束
    print('主')
    print(time.time() - start_time)

六、进程对象及其他方法

　　查看进程id号

　　　　current_process().pid　　>>>  current_process()返回的是Process()

　　　　os.getpid()  os.getppid()

　　terminate()作用是杀死当前进程，其实是告诉操作系统帮你杀死一个进程

　　is_alive()作用是判断进程是否存活

from multiprocessing import Process,current_process
import os
import time


def test(name):
    # print('%s is running'%name,current_process().pid)
    print('%s is running'%name,'子进程%s'%os.getpid(),'父进程%s'%os.getppid())
    time.sleep(3)
    print('%s is over'%name)


if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test,args=('egon',))
    p.start()
    p.terminate()  # 杀死当前进程  其实是告诉操作系统帮你杀死一个进程
    time.sleep(0.1)
    print(p.is_alive())  # 判断进程是否存活
    # print('主',current_process().pid)
    print('主',os.getpid(),'主主进程:%s'%os.getppid())

七、进程间数据互相隔离

　　如何验证  开一个子进程修改主进程里面的数据，根本无法修改

from multiprocessing import Process
import time


money = 100

def test():
    global money
    money = 99999999


if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test)
    p.start()
    p.join()
    print(money)

八、守护进程

　　主进程一旦运行完毕，子进程立即结束运行（一起死！）

　　p.daemon = True作用是将进程设置为守护进程，这一句话必须放在start语句之前，否则报错

from multiprocessing import Process
import time


def test(name):
    print('%s总管正常活着'%name)
    time.sleep(3)
    print('%s总管正常死亡'%name)


if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test,args=('egon',))
    p.daemon = True  # 将该进程设置为守护进程   这一句话必须放在start语句之前 否则报错
    p.start()
    time.sleep(0.1)
    print('皇帝jason寿正终寝')

九、互斥锁

　　当多个进程操作同一份数据的时候，会造成数据的错乱

　　　　这个时候必须加锁处理，将并发变成串行

　　　　虽然降低了效率，但是提高了数据的安全

　　注意：

　　　　1.锁不要轻易使用，容易造成死锁现象

　　　　2.只在处理数据的部分加锁，不要在全局加锁

　　锁必须在主进程中产生，交给子进程去使用

　　mutex.ecquire()  # 抢锁  一把锁不能同时被多个人使用，没有抢到的人就一直等待锁的释放

　　buy(1)

　　mutex.release()  # 释放锁

　　抢票模拟

from multiprocessing import Process,Lock
import time
import json

# 查票
def search(i):
    with open('data','r',encoding='utf-8') as f:
        data = f.read()
    t_d = json.loads(data)
    print('用户%s查询余票为:%s'%(i,t_d.get('ticket')))

# 买票
def buy(i):
    with open('data','r',encoding='utf-8') as f:
        data = f.read()
    t_d = json.loads(data)
    time.sleep(1)
    if t_d.get('ticket') > 0:
        # 票数减一
        t_d['ticket'] -= 1
        # 更新票数
        with open('data','w',encoding='utf-8') as f:
            json.dump(t_d,f)
        print('用户%s抢票成功'%i)
    else:
        print('没票了')


def run(i,mutex):
    search(i)
    mutex.acquire()  # 抢锁  只要有人抢到了锁 其他人必须等待该人释放锁
    buy(i)
    mutex.release()  # 释放锁


if __name__ == '__main__':
    mutex = Lock()  # 生成了一把锁
    for i in range(10):
        p = Process(target=run,args=(i,mutex))
        p.start()

十、僵尸进程与孤儿进程

　　子进程结束之后不会立即释放pid等资源信息

　　主进程释放子进程资源的两种情况：

　　　　主进程正常死亡

　　　　join方法

　　1.所有的进程都会步入僵尸进程

　　　　父进程回收子进程资源的两种方式

　　　　　　（1）join方法

　　　　　　（2）父进程正常死亡

　　2.孤儿进程

　　　　子进程没死，父进程意外死亡

　　　　针对linux会有儿童福利院(init)，如果父进程意外死亡他所创建的子进程都会被福利收养