笔记1：网络编程

简易理解网络编程

1 相关概念认识

• 网络通信：万维网通信使用，目的让电脑上不同软件之间通信。
• IP地址：分为IP4与IP6

• IP地址分类：电脑唯一区分号

• 端口号：同一个Ip下的不同程序的识别

• 进程：运行的程序就叫做进程，知名端口0---1023，动态端口1024--65535。其中网站浏览默认端口80，ftp端口21
• socket套接字：用来完成网络通信必备的东西。

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

# !/usr/bin/env python

# coding:utf-8

​

import socket

def handle_request(client):

    buf = client.recv(1024)

    client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")

    client.send("Hello, World")

def main():

    # 创建socket对象,socket.AF_INET表示IP4， socket.SOCK_STREAM表示TCP通信

    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    sock.bind(('localhost',8080))# 绑定端口和ip，本机ip，与客户端相同的端口号

    sock.listen(5) # 最大连接数

​

    while True:

        connection, address = sock.accept()

        handle_request(connection)

        connection.close()

if __name__ == '__main__':

  main()

 

 

 

• 通信模型：UDP与TCP，udp可以理解成写信模式，每封信都需要地址端口等，另外存在不安全性，数据可能丢失。TCP可以理解为打电话的形式，相对就安全很多。TCP还具有超时重传，错误校验，流量控制和阻塞管理。
• 下载文件

2 进程、线程与协程

2.1 多任务

 

 

 

xxxxxxxxxx

 

 

 

 

'''

多任务操作：我们希望两个线程同时执行

'''

​

import time

import threading

​

​

# 唱歌

def sing():

    for i in range(5):

        print('正在唱歌===========>.......光辉岁月')

        time.sleep(1)

​

​

# 跳舞

def dance():

    for i in range(5):

        print('正在跳舞===========>.......新疆舞')

        time.sleep(1)

​

​

#---------------------------------非多线程操作-----------------------------

def main1():

    sing()

    dance()

​

​

#---------------------------------线程:多任务操作-----------------------------

def main2():

    t1 = threading.Thread(target=sing)

    t2 = threading.Thread(target=dance)

    t1.start()

    t2.start()

​

​

if __name__ == '__main__':

    # main1()

    main2()

 

 

• 时间片轮转：单核cpu处理多个应用程序，每个程序分配极少的时间如0.001s，轮换切换时间极短，人工难以区分，就误以为一起同时运行了。这里只是完成多任务的一种策略。例子：单核CUP运行QQ，切换微信等
• 并行：真正的多任务，每个程序一个内核cpu。例如：双核CPU分别运行QQ与微信
• 并发：假的多任务，cup核数量少于任务数。例如：单核CPU运行QQ与微信

2.2 线程

• 红色箭头表示程序的线程，调用start方法时候，生成新的线程。这时候可以有两个线程同时执行代码，由此出现多任务的情况。

线程的封装

• 全局变量：如果指定固定值不加global，如果指的同一个地址不需要加

• 线程传参

• 互斥锁

 

• 死锁：银行家算法

死锁是一种状态，在多任务中A任务在等待。B任务也在等待，。。。，N任务也在等待。就造成一种死锁现象。都在等待解锁，就造成阻塞，程序永远卡住。为了避免死锁出现以下策略：

（1） 添加超时时间

（2）程序设计时要尽量避免（例如，银行家算法）等

银行家算法核心思想就是将现有的资源分配给多个任务，任务执行完解锁，以此类推完成所有任务。

2.3 进程

• exe就是二进制文件，就是一个静态的程序。将这个程序运行起来就是进程了。程序只有一个，但是可以包含多个进程，一个进程可以包含多个线程。最简单的理解，比如微信是一个程序，运行起来以后会使用语音、视频、网络、声卡等功能，每个功能是一个进程。这样看起来程序运行起来就包含多个进程了。进程是操作系统分配的单位。
• 进程的状态

进程也可以完成多任务，不过占用资源比较大。线程可以完成多任务，占用资源少。

• 进程和线程对比

  • 进程是一堆资源的继承，包括网络，硬盘，声卡等。进程是资源分配单位。一个进程里面至少一个主线程。进程可以理解为工厂上面的流水线，线程就是流水线上的工人。
  • 线程比较轻量级。线程执行开销小，不利于资源管理和保护。进程相反。

• 进程间的通信Queue：放数据put,取数据get，判空empty，判满full

 

 

• 进程通信案例，其中一个进程是网上下载数据，一个进程是分析数据。如果是线程可以通过全局变量共享数据。如果是进程需要引入通信queue的get和put读写数据达到共享。

  

• 进程池pool：对进程管理，join阻塞主进程，等待进程池里面进程执行。进程池中如果有异常是不会在屏幕上打印的

2.4 协程

• range与xrange的区别，前者基于迭代器返回的结果，占用大量空间；后者返回可以迭代对象，什么时候用什么时候取。Python3经过改进后，将range改进近似xrange节约空间

• 迭代器执行保存的结果，迭代器生成代码next控制结果，具备yield标识有return的效果，而且运行速度快。

• yield实现多任务

  

• pip安装到python2里面，pip3安装到python里面

• greenlet是对yield的高端封装，可以直接写greenlet不用再添加yeild。通过switch切换函数

• gevent异步并发库，其采用协程方式。（推荐使用，yield和greenlet了解即可）

• gevent图片下载案例

2.5 进程、线程与协程的区别

• 进程是资源分配单位，线程是操作系统调度单位
• 进程切换需要很大的资源，效率低；线程切换资源一般效率一般
• 协程切换任务资源很小，效率高
• 多进程多线程根据cpu核数不同可能是并发，但是协程在一个线程中是并发