并发编程.多道技术，进程理论、如何创建进程

一、UDP代码编写（了解）

• udp是无链接的，先启动哪一端都不会报错

import socket
udp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)  # UDP协议
udp_sk.bind(('127.0.0.1',9000))  # 绑定地址
msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024)
udp_sk.sendto(b'hi',addr)             
udp_sk.close() 


import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
udp_sk=socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
udp_sk.sendto(b'hello',ip_port)
back_msg,addr=udp_sk.recvfrom(1024)
print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

"""
时间服务器的实现原理
	1.内部小电容供电
	2.远程时间同步
"""

TCP协议与UDP协议的区别

• UDP的recvfrom是阻塞的，一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失，这意味着udp根本不会粘包，但是会丢数据，不可靠
• TCP的协议数据不会丢，没有收完包，下次接收，会继续上次继续接收，己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的，但是会粘包。

二、操作系统的发展史（了解）

"""学习并发编程其实就是在学习操作系统的发展史(底层逻辑)"""
1.穿孔卡片时代
	CPU的利用率极低
2.联机批处理系统
	将多个程序员的程序一次性录入磁带中 之后交由输入机输入并由CPU执行
3.脱机批处理系统
	现代计算机的雏形(远程输入 高速磁带 主机)

三、多道技术

• 并发：是伪并行，多个任务看起来是同时运行。单个cpu+多道技术就可以实现并发，（并行也属于并发）

• 并行：多个任务真正意义上的同时运行，只有具备多个cpu才能实现并行

• 串行：一个任务运行完毕后才能开启下一个任务然后运行

# 前提:单核CPU
	多道技术
    	切换+保存状态
"""
CPU工作机制
	1.当某个程序进入IO状态的时候 操作系统会自动剥夺该程序的CPU执行权限
	2.当某个程序长时间占用CPU的时候 操作系统也会剥夺该程序的CPU执行权限
"""

并行与并发(******)
	并行:多个程序同时执行
    并发:多个程序只要看起来像同时运行即可
# 问:单核CPU能否实现并行
	肯定不能，但是可以实现并发
# 问:12306可以同一时间支持几个亿的用户买票 问是并行还是并发
	肯定是并发(高并发)		
星轨:微博能够支持八个星轨

• 下面这个图可以看出单cpu运行轨迹

四、进程理论

• 先来先服务调度算法FCFS：按作业或者进程到达的先后顺序依次调度；（平均周转时间可能会很长 ）

• 短作业优先调度算法SJF：算法从就绪队列中选择估计时间最短的作业进行处理，直到得出结果或者无法继续执行（周转时间短，但是响应时间长 ）

• 高相应比算法HRN：响应比=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间；

• 时间片轮转调度RR：按到达的先后对进程放入队列中，然后给队首进程分配CPU时间片，时间片用完之后计时器发出中断，暂停当前进程并将其放到队列尾部，循环 ;（响应时间可以得到保证）

• 多级反馈队列调度算法：目前公认较好的调度算法；设置多个就绪队列并为每个队列设置不同的优先级，第一个队列优先级最高，其余依次递减。优先级越高的队列分配的时间片越短，进程到达之后按FCFS放入第一个队列，如果调度执行后没有完成，那么放到第二个队列尾部等待调度，如果第二次调度仍然没有完成，放入第三队列尾部…。只有当前一个队列为空的时候才会去调度下一个队列的进程。

# 进程与程序的区别
	程序:一堆代码(死的)
    进程:正在运行的程序(活的)
    
# 单核情况下的进程调度
	进程调度算法演变
    	1.FCFS	先来先服务
        	对短作业不友好
        2.短作业优先调度算法
        	对长作业不友好
        3.时间片轮转法+多级反馈队列
        	先分配给新的多个进程相同的时间片
            之后根据进程消耗的时间片多少分类别......
 
# 进程三状态图(******)
	就绪态 运行态 阻塞态
    	进程要想进入运行态必须先经过就绪态
      
# 同步与异步(******)
	'''用于描述任务的提交方式'''
	同步:提交完任务之后原地等待任务的返回结果 期间不做任何事
    异步:提交完任务之后不原地等待任务的返回结果 直接去做其他事 结果由反馈机制自动提醒
      
# 阻塞与非阻塞(******)
	'''用于描述任务的执行状态'''
    阻塞:阻塞态
    非阻塞:就绪态 运行态

五、创建进程

注意：在windows中Process()必须放到# if *name* == '*main*':下

开启进程的方式一：可以让多个任务并发起来在后台同时运行

# 代码层面创建进程

from multiprocessing import Process
import time
import os


def test(name):
    print(os.getpid())  # 获取进程号
    print(os.getppid())  # 获取父进程号
    print('%s正在运行' % name)
    time.sleep(3)
    print('%s已经结束' % name)


if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test, args=('jason',))  # 生成一个进程对象
    p.start()  # 告诉操作系统开设一个新的进程     异步提交
    print(os.getpid())
    print('主')


"""
在windows中开设进程类似于导入模块
    从上往下再次执行代码
一定需要在__main__判断语句内执行开设进程的代码

在linux中是直接将代码完整的复制一份执行
    不需要在__main__判断语句内执行
"""


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

    def run(self):
        print('%s正在运行' % self.name)
        time.sleep(3)
        print('%s已经结束' % self.name)

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

六、进程的join方法

• 加上join并不是变成串行了，而是看join放在什么位置，join往后放看到的是并发

from multiprocessing import Process
import time


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


if __name__ == '__main__':
    p_list = []
    start_time = time.time()
    for i in range(1, 4):
        p = Process(target=test, args=(i, i))
        p.start()
        p_list.append(p)
        # p.join()  # 串行  9s+
    for p in p_list:
        p.join()
    print(time.time() - start_time)

    # p = Process(target=test, args=('jason',))
    # p1 = Process(target=test, args=('kevin',))
    # p2 = Process(target=test, args=('oscar',))
    # p.start()
    # p1.start()
    # p2.start()
    print('主进程')

七、进程间默认无法交互

# 进程间数据是相互隔离的
from multiprocessing import Process

money = 100


def test():
    global money
    money = 999


if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=test)
    p.start()
    # 先确保子进程运行完毕了 再打印
    p.join()
    print(money)

八、对象方法

"""
1.current_process查看进程号
2.os.getpid() 查看进程号  os.getppid() 查看父进程进程号
3.进程的名字，p.name直接默认就有，也可以在实例化进程对象的时候通过关键字形式传入name=''
3.p.terminate()  杀死子进程 
4.p.is_alive()  判断进程是否存活	3，4结合看不出结果，因为操作系统需要反应时间。主进程
睡0.1即可看出效果
"""

ps：进程对象代码实现方法

# 例1：
from multiprocessing import Process
import os
import time

count = 100

def task():
    global count
    count = 0

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=task)
    p.start()  # 通知操作系统开启进程
    p.join()   # 主线程等待p终止（强调：是主线程处于等的状态，而p是处于运行的状态）
    print("主",count)

    
    
# 例2：

from multiprocessing import Process
import os
import time

def task(n):
    print(os.getpid())
    time.sleep(n)

if __name__ == '__main__':
    p1 = Process(target=task,args=(3,))
    p2 = Process(target=task,args=(2,))
    p3 = Process(target=task,args=(1,))

    start = time.time()
    p1.start()  # 通知操作系统开启进程
    p1.join()

    p2.start()  # 通知操作系统开启进程
    p2.join()

    p3.start()  # 通知操作系统开启进程
    p3.join()

    stop = time.time()
    print(stop - start)
# 加上join并不是变成串行了，而是看join放在什么位置，join往后放看到的是并发

# 例3：

from multiprocessing import Process
import os
import time


def task(n):
    print(os.getpid())
    time.sleep(n)


if __name__ == '__main__':
    p1 = Process(target=task, args=(3,),name='进程1')
    p1.start()
    print(p1.name,p1.pid)
    # p1.join()
    p1.terminate()
    time.sleep(0.01)
    print(p1.is_alive())