多进程

内容概括：

　　一：单道与多道技术

　　二：进程与程序

　　三：并发与并行

　　四：同步与异步

1、什么是单道？什么是多道技术？

　　单道和多道其实都是一种cpu运行程序的方式

　　-单道：指的是cpu从头到尾将一个程序执行完后，才能执行另外一个程序

　　-多道：当一个程序执行时遇到阻塞，cpu空闲下来时，cpu会被调度到其它程序的运行中，提高cpu运行效率，可以近似实现多个程序同时执行

　　多道与单道图解：

　　cpu切换的三种方式：

　　-当一个进程遇到阻塞时——time.sleep(),input(),文件操作（本质为线程遇到io）

　　　　-提高了cpu的利用率

　　-当一个进程执行时间过长时（本质为线程执行时间过长）

　　　　-增加了cpu切换进程所用时间，降低了执行效率，但能避免一个程序执行时间过长，导致其它进程无法运行

　　-当有一个优先级更高的进程要开启时

　　　　-降低了执行效率，保证了用户的使用体验

　　ps：cpu的切换是操作系统强制执行的

　　cpu执行程序的三状态图

　　cpu调度算法

　　-先进先执行算法：

　　　　对长作业有利，对短作业不利

　　-短作业优先算法：

　　　　对短作业有利，对长作业无益，无法实现并发效果

　　-时间片轮转法与多级反馈队列：

　　　　多个进程同时执行，会被cpu执行相同时间（一个时间片，假设为3秒），三秒之间，进程A执行完毕，资源释放；三秒后，进程B与C未完成，进入下一个时间片（假设为2秒），在这两秒内，进程B执行完毕，资源释放。进程C未完成进入下一个时间片（假设时间为1秒），最后一秒内，进程C执行完毕，资源释放。

　　　　需要注意的是，时间片越往下优先级越低，如果在进程A结束，进程B与进程C还在第二个时间片运行时，启动了新的进程，新的进程会被放入第一层时间片，cpu会抛弃进程B与C，优先执行新进程

　　　　图解

2、什么是进程？什么是程序？

　　-程序是“死”的，指的是存储在硬盘上一串关联的代码

　　-进程是“活”的，指的是将硬盘上的程序代码提取到内存中运行的代码

　　ps：程序与进程的概念并不严格，通常，程序可以指进程。

　　开启进程的两种方式：

　　一：

from multiprocessing import Process

def task(number):
    print('子进程{}下任务'.format(number))

p = Process(target = task, args=("2",))
p.start()  # 向操作系统发送请求
print('主')

　　二：利用类的继承与run方法（不常用）

from multiprocessing import Process
class MyProcess(Process):
    def run(self):
        print('你好')

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

　　注意：windows系统下，必须在执行进程前加入 if __name__ == "__main__"语句，否则会报类似循环导入的错误

　　python开启进程的方式类似于模块导入，也就是将主文件的代码执行一份，放到一个新的内存空间中，如果没有上面的语句，子进程也能开启自己的进程，导致类似的循环导入

　　所以必须进程主从文件的判断

　　进程的join方法：

　　　　要想主文件语句在子进程执行结束之后再执行，就要使用join方法

　　　　以上述代打为准，看一下没有join语句会发生什么？

　　　　执行结果：

　　　　　　　　世界

　　　　　　　　你好

　　　　原因参考同步异步

　　　　加入join后：

from multiprocessing import Process
class MyProcess(Process):
    def run(self):
        print('你好')

if __name__ == '__main__':
    p = MyProcess()
    p.start()
    p.join()
    print('世界'）

　　　　执行结果：

　　　　　　　　你好

　　　　　　　　世界

题目1：

from multiprocessing import Process
import time


def task(i, t):
    print('任务开始{}'.format(i))
    time.sleep(t)
    print('任务结束{}'.format(i))


if __name__ == '__main__':
    p1 = Process(target=task, args=('1', 1,))
    p2 = Process(target=task, args=('1', 2,))
    p3 = Process(target=task, args=('1', 3,))
    start_time = time.time()
    p1.start()
    p2.start()
    p3.start()
    p1.join()
    p2.join()
    p3.join()
    end_time = time.time()
    print('结束时间为{}'.format(end_time - start_time))

题目2：

from multiprocessing import Process
import time


def task(i, t):
    print('任务开始{}'.format(i))
    time.sleep(t)
    print('任务结束{}'.format(i))


if __name__ == '__main__':
    start_time = time.time()
    for i in range(1,4):
        p = Process(target=task,args=(str(i),i))
        p.start()
        p.join()
    end_time = time.time()
    print('结束时间为{}'.format(end_time - start_time))

　　让主进程等待多个进程结束再执行的正确方式

from multiprocessing import Process
import time


def task(i, t):
    print('任务开始{}'.format(i))
    time.sleep(t)
    print('任务结束{}'.format(i))


if __name__ == '__main__':
    start_time = time.time()
    p_list = []
    for i in range(1, 4):
        p = Process(target=task, args=(str(i), i))
        p.start()
        p_list.append(p)

    for p in p_list:
        p.join()
    end_time = time.time()
    print('结束时间为{}'.format(end_time - start_time))

3、并行与并发的区别

　　-并发：多个进程看似同时执行

　　　　并发也可以理解为切换 + 保存状态（是系统执行调度的最小单位）

　　-并行：真正意义上多个进程同时执行（只有多核情况下，每一个线程都分配一个cpu，才可以称之为并行）

4、同步与异步

　　同步与异步是两种不同的任务提交方式，或者说是执行代码的两种不同方式

　　-同步：代码依次运行，当提交一个任务时，后续代码必须等待任务执行完毕，并返回结果后才继续执行

import time

def task():
    time.sleep(5)
    print('任务执行并返回结果')

if __name__ == '__main__':
    task()
    print('等待任务执行完后才执行')

　　-异步：在没有遇到阻塞时，主文件代码一直执行，提交的任务会单独开辟内存空间和分配资源，独立执行

　　　　异步提交的任务执行的结果，会利用异步回调机制进行处理

from multiprocessing import Process

def task():
    print('任务执行并返回结果')

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=task,)
    p.start()
    print('任务没执行完，这段代码就执行了')