网络：进程相关概念

1、程序

　　是一个可执行文件，是静态的，占有磁盘，不占计算机的运行资源

2、进程

　　【1】程序在计算机中的一次执行过程

　　【2】进程是一个动态的过程，占有计算机资源，有一定的生命周期

　　【注】同一个程序不同的运行过程是不同的进程。因为分配的资源和生命周期都不相同

3、进程特征

　　【1】进程是操作系统分配资源的最小单元

　　【2】每个进程拥有自己独立的运行空间 （虚拟内存空间）

　　【3】进程之间运行相互独立互不影响

 

4、进程相关概念

　　【1】cpu时间片

　　　　　　如果一个进程占有cpu此时我们称为该进程占有cpu时间片。多个进程任务会轮流占有cpu时间片形成并发效果。

　　【2】进程信息 （process）

　　　　　　进程的ID、 进程占有内存的位置，创建时间，创建用户。。。

　　　　　　PCB （进程控制块）：进程创建后会自动在内存生产一个空间存放进程信息。

5、查看系统该进程信息

　　PID(process ID) : 在操作系统中每个进程都有唯一的PID值，是由系统分配的。

　　【ps -aux】

　　　　　　① 查看系统进程信息，linux终端下执行此命令

　　　　　　② STAT列表示进程状态

　　　　　　　　D   等待态 ，阻塞 ，不可中断等待态

　　　　　　　　S   等待态 ，睡眠 ，可中断等待态

　　　　　　　　T   等待态， 暂停， 暂停执行

　　　　　　　　R   运行态（就绪态）

　　　　　　　　Z   僵尸 + 前台进程 （在终端运行）

　　　　　　　　<   有较高优先级的进程

　　　　　　　　N   较低优先级的进程

　　　　　　　　s   会话组

　　　　　　　　l    有进程连接

6、进程的创建流程

　　【1】 用户启动一个程序或者调用接口发起进程创建 

　　【2】 操作系统接收用户请求分配计算机资源创建进程 

　　【3】操作系统将一定状态的进程提供给用户使用 

　　【4】用户利用操作系统提供的进程完成任务

7、进程的状态

　　【三态】

　　　　【1】就绪态 ： 进程具备执行条件，等待系统分配处理器 资源进入运行态

　　　　【2】运行态 ： 进程占有cpu处于运行状态

　　　　【3】等待态 ： 进程暂时不具备运行条件，需要阻塞等待

　　【五态】

　　　　 （三态基础上增加新建和终止）

　　　　【4】新建 ： 创建一个新的进程，获取系统资源的过程

　　　　【5】终止 ： 进程执行结束，释放资源的过程

8、进程的优先级

　　【top】

　　　　① 动态查看进程优先级，linux终端下执行此命令

　　　　② < > 进行翻页， q退出

　　　　③ 优先级的取值范围 ： -20 ~~ 19， -20最高

　　　　④ 【nice】

　　　　　　　　以指定的优先级运行一个程序

　　　　　　　　nice -9 ./while.py 以9的优先级运行

　　　　　　　　sudo nice --9 ./while.py 以-9优先级运行

9、父子进程

　　　　【1】在系统中除了初始化进程每个进程都有一个父进程，可能有0个或多个子进程。由此形成进程间的父子关系。

　　　　【2】便于进程管理，父进程发起创建子进程请求

　　　　【3】查看进程树：

　　　　　　　　　　pstree

　　　　【4】查看父子进程PID 

　　　　　　　　　　ps -ajx

10、父子进程区别

　　【1】子进程会复制父进程全部内存空间包括代码段

　　【2】子进程会从fork的下一句开始执行

　　【3】父进程中fork返回值即为新创建子进程的PID号

　　【4】父子进程不一定谁先执行，执行上互不干扰抢占时间片

　　【5】使用if 语句结构使父子进程执行不同的代码几乎是fork创建进程的固定结构

　　【6】在子进程中对变量等其他内容的修改，不会影响父进程中的内容

　　【7】子进程虽然复制父进程内容，但是也有自己的特有属性特征。比如： PID号 PCB 内存区间等

　　父子进程复制文件：https://www.cnblogs.com/longyuu/p/14249192.html

11、孤儿进程

　　【1】当父进程先于子进程退出，此时子进程就会成 为孤儿进程。

　　【2】孤儿进程会被系统指定进程收养，即系统进程会成为孤儿 进程新的父进程。系统进程会自动处理孤儿进程退出状态

12、僵尸进程

　　【1】子进程先于父进程退出，父进程没有处理子进 程的退出状态，此时子进程就会成为僵尸进程

　　【2】僵尸进程会滞留部分PCB信息在内存中，大量的僵尸进程会消耗系统的内存资源，所以要尽量避免僵尸进程产生

13、 如何避免僵尸进程产生

　　【1】父进程先退出

　　【2】父进程处理子进程退出状态

14、创建二级子进程

　　【1】父进程创建子进程等待子进程退出

　　【2】子进程创建下一级子进程，然后立即退出

　　【3】二级子进程成为孤儿，处理具体工作

　　二级子进程处理僵尸进程问题：　

#二级子进程处理僵尸问题

import os 
from time import sleep

def fun1():
    sleep(3)
    print("第一件事情")

def fun2():
    sleep(4)
    print("第二件事情")

pid = os.fork()

if pid < 0:
    print("create process failed")
elif pid == 0:
    #创建二级子进程
    pid1 = os.fork()
    if pid1 == 0:
        fun2() #执行fun2
    elif pid1 > 0:
        os._exit(0) #子进程退出
else:
    os.wait()
    fun1()

 15、进程的缺点

　　进程在创建和销毁的过程中消耗的资源相对较多

16、进程池技术

　　https://www.cnblogs.com/longyuu/p/14248591.html

 

　　【1】产生原因 ： 如果有大量的任务需要多进程完成，而任务周期又比较短且需要频繁创建。

　　　　　　　　　　此时可能产生大量进程频繁创建销毁的情况，消耗计算机资源较大

　　【2】使用方法 ：

　　　　　　　　　　① 创建进程池，在池内放入适当数量的进程

　　　　　　　　　　② 将事件封装函数，放入到进程池

　　　　　　　　　　③ 事件不断运行，知道所有放入进程池事件运行完成

　　　　　　　　　　④ 关闭进程池，回收进程

17、注意

　　【1】如果多个子进程拷贝同一个父进程中的对象，则多个子进程使用的是同一个对象（如文件对象，套接字，队列，管道。。。）

　　【2】如果是在创建子进程后单独创建的对象，则多个子进程各不相同

18、进程间通信（IPC）

　　由于进程间空间独立，资源无法共享，此时在进程间通信就需要专门的通信方法。

19、进程间通信方法 ：

　　 管道

　　消息队列

　　共享内存

　　信号

　　信号量

　　套接字