并发编程基础及进程基础
并发编程基础及进程基础
1、操作系统发展史
1、穿孔卡片
读取速度很慢
CPU利用率很低
单个用户（一份代码）使用
2、批处理
读取速度慢
CPU利用率低
联机（多份代码）使用
效率低
3、脱机批处理（现代操作系统的设计原理）
读取速度提高
CPU利用率提高
2、多道技术（基于单核背景下产生）
单道：一条道走到黑（串行）
程序 a和b 都要使用CPU，a先使用CPU时，需要等待a使用结束后，b才开始使用CPU
多道：比如， a和b 都要使用CPU，a先使用CPU时，直到a遇到IO或者执行时间过长时，a会（切换+保存状态），然后b可以使用CPU，直到b遇到IO或者执行时间过长，b会（切换+保存状态），a再次执行，直到两个程序结束
IO: input() , output() , time.sleep(), 文件的读写，数据的传输
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
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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的执行效率高
-
当执行程序时间过长时，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）的情况下，当执行当 a ，b 两个程序，先运行a时，当a遇到IO时，b开始执行，看着像同时运行
并行：
在多核情况下，当执行 a ，b 两个程序，a 与 b 同时执行，真正意义上的同时执行
3、进程
1、什么是进程
进程是一个资源单位
2、进程与程序的区别
程序：一堆代码文件
进程：执行代码的过程，称之为进程
3、进程调度
-
先来先服务调度算法
a , b 程序，当a 先来a就先执行，一直执行完后b才执行
缺点：执行效率低
-
短作业优先调度算法
执行时间短的先执行
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
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时间片轮转法
比如同时有10个程序 ，操作系统给1秒时间，每个程序分0.1秒运行，未运行完的进入下一次调度
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多级反馈队列
1级队列：优先级最高，先执行
2级队列：优先级次之，1级队列执行完后执行
3级队列：。。。。
现在的操作系统的进程调度算法：时间片轮转法+多级反馈队列
4、同步与异步
同步与异指的是 提交任务的方式
同步（串行）：程序 a和b 都要提交使用CPU，a先提交使用CPU时，需要等待a使用结束后，b才提交开始使用CPU
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
非阻塞（不等待）：除了IO都是非阻塞
6、进程的三种状态
就绪态：同步与异步已经获取除CPU以外的所有资源，只要获取处理机就能立马执行的状态
运行态（非阻塞）：已经获得处理机，正在执行的状态，程序的执行时间过长——>将程序返回给就绪态
阻塞态：遇到IO，处于阻塞状态
同步与异步指的是：提交任务的方式
阻塞与非阻塞：指的是进程的状态
异步非阻塞：CPU的利用率最大化
7、创建进程的两种方式
强调:在Windows操作系统中由于没有 fork ( linux 操作系统中创建进程的机制)，在创建子进程的时候会自动 import 启动它的这个文件，而在 import 的时候又执行了整个文件。因此如果将process()直接写在文件中就会无限递归创建子进程报错。所以必须把创建子进程的部分使用if __ name__ ==‘ __ main__’ : 判断保护起来，import 的时候 ，就不会递归运行了。
from multiprocessing import Process
import time
# 方式1：直接调用Process
def test_data(name):
print(f'start{name}子进程')
time.sleep(2)
print(f'end{name}子进程')
if __name__ == '__main__':
# target = 函数地址，args = 函数传入的参数（元组）
obj = Process(target=test_data, args=('Jason',))
# 创建子进程
obj.start()
# 等着子进程结束完成后再结束
obj.join()
print('主进程')
from multiprocessing import Process
import time
# 方式2：使用类继承Process
class MyProcess(Process):
def run(self):
print(f'start子进程')
time.sleep(2)
print(f'end子进程')
if __name__ == '__main__':
list2 = []
for i in range(5):
obj = MyProcess()
obj.start()
list2.append(obj)
for obj in list2:
obj.join()
print('主进程结束')
