并发编程之多进程1
进程基础
进程：正在进行的一个过程或者说一个任务。而负责执行任务则是CPU。
程序：仅仅只是一堆代码而已，而进程指的是程序的运行过程。
程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。
而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。
程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。
程序是永久的，进程是暂时的。
需要强调的是：同一个程序执行两次，那就是两个进程
进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。
在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；
在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。
程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。
广义定义：进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
狭义定义：进程是正在运行的程序的实例（an instance of a computer program that is being executed）。
进程的特征
动态性：进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。
并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行
独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位；
异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进
结构特征：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
多个不同的进程可以包含相同的程序：一个程序在不同的数据集里就构成不同的进程，能得到不同的结果；但是执行过程中，程序不能发生改变。
进程调度
要想多个进程交替运行，操作系统必须对这些进程进行调度，这个调度也不是随机进行的，而是需要遵循一定的法则，由此就有了进程的调度算法。
# 先来先服务（FCFS）调度算法
是一种最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度，也可用于进程调度。FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。由此可知，本算法适合于CPU繁忙型作业，而不利于I/O繁忙型的作业（进程）。
# 短作业（进程）优先调度算法（SJ/PF）
是指对短作业或短进程优先调度的算法，该算法既可用于作业调度，也可用于进程调度。但其对长作业不利；不能保证紧迫性作业（进程）被及时处理；作业的长短只是被估算出来的。
# 时间片轮转(Round Robin，RR)法
它基本思路是让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成比例。在时间片轮转法中，需要将CPU的处理时间分成固定大小的时间片，例如，几十毫秒至几百毫秒。如果一个进程在被调度选中之后用完了系统规定的时间片，但又未完成要求的任务，则它自行释放自己所占有的CPU而排到就绪队列的末尾，等待下一次调度。同时，进程调度程序又去调度当前就绪队列中的第一个进程。
# 在轮转法中，加入到就绪队列的进程有3种情况：
1种是分给它的时间片用完，但进程还未完成，回到就绪队列的末尾等待下次调度去继续执行。
2种情况是分给该进程的时间片并未用完，只是因为请求I/O或由于进程的互斥与同步关系而被阻塞。当阻塞解除之后再回到就绪队列。
3种情况就是新创建进程进入就绪队列。
如果对这些进程区别对待，给予不同的优先级和时间片从直观上看，可以进一步改善系统服务质量和效率。例如，我们可把就绪队列按照进程到达就绪队列的类型和进程被阻塞时的阻塞原因分成不同的就绪队列，每个队列按FCFS原则排列，各队列之间的进程享有不同的优先级，但同一队列内优先级相同。这样，当一个进程在执行完它的时间片之后，或从睡眠中被唤醒以及被创建之后，将进入不同的就绪队列。
# 多级反馈队列调度算法
则不必事先知道各种进程所需的执行时间，而且还可以满足各种类型进程的需要，因而它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。在采用多级反馈队列调度算法的系统中，调度算法的实施过程如下所述。
进程的并行与并发
无论是并行还是并发，在用户看来都是'同时'运行的，不管是进程还是线程，都只是一个任务而已，真是干活的是CPU，CPU来做这些任务，而一个CPU同一时刻只能执行一个任务。
并发：是伪并行，即看起来是同时运行。单个CPU+多道技术就可以实现并发，（并行也属于并发）
并行：同时运行，只有具备多个CPU才能实现并行。
单核下，可以利用多道技术实现并发。多个核，每个核也都可以利用多道技术（多道技术是针对单核而言的）
串行、并行、并发图解
所有现代计算机经常会在同一时间做很多件事，一个用户的PC（无论是单CPU还是多CPU），都可以同时运行多个任务（一个任务可以理解为一个进程）。
启动一个进程来杀毒（360软件）
启动一个进程来看电影（暴风影音）
启动一个进程来聊天（腾讯QQ）
所有的这些进程都需被管理，于是一个支持多进程的多道程序系统是至关重要的。
多道技术概念回顾：
- 内存中同时存入多道（个）程序，CPU从一个进程快速切换到另一个，使每个进程各自运行几十或几百毫秒。
- 这样，虽然在某一瞬间，一个CPU只能执行一个任务，但在1秒内，CPU却运行了多个进程。
- 这样用户体验了并发的感觉，即伪并行。以此来区分多处理器操作系统的真正硬件并行（多个cpu共享同一个物理内存）。
进程三状态
在了解其他概念之前，我们首先要了解进程的几个状态。
在程序运行的过程中，由于被操作系统的调度算法控制，程序会进入尽力三种状态状态：就绪，运行和阻塞。
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就绪(Ready)状态：当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源，只要获得处理机便可立即执行，这时的进程状态称为就绪状态。
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运行(Running)状态：也成执行状态，即当进程已获得处理机，其程序正在处理机上执行，此时的进程状态称为执行状态。
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阻塞(Blocked)状态：正在执行的进程，由于等待某个事件发生而无法执行时，便放弃处理机而处于阻塞状态。引起进程阻塞的事件可有多种，例如，等待I/O完成、申请缓冲区不能满足、等待信件(信号)等。
同步异步
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同步：所谓同步，就是在发出一个功能调用时，在没有得到结果之前，该调用就不会返回。按照这个定义，其实绝大多数函数都是同步调用。但是一般而言，我们在说同步、异步的时候，特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务。发起同步调用后，就在原地等着任务结束，根本不考虑任务是在计算还是在io阻塞，总之就是一股脑地等任务结束。有点串行计算的感觉。
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异步：异步的概念和同步相对。当一个异步功能调用发出后，调用者不能立刻得到结果。当该异步功能完成后，通过状态、通知或回调来通知调用者。如果异步功能用状态来通知，那么调用者就需要每隔一定时间检查一次，效率就很低（有些初学多线程编程的人，总喜欢用一个循环去检查某个变量的值，这其实是一 种很严重的错误）。如果是使用通知的方式，效率则很高，因为异步功能几乎不需要做额外的操作。至于回调函数，其实和通知没太多区别。发起异步调用后，并不会等待任务结束才返回，相反，会立即获取一个临时结果（并不是最终的结果，可能是封装好的一个对象）。类似领导分发下来一个任务，让员工来完成。完成后通过某种方式将结果交给领导。
阻塞非阻塞
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阻塞：阻塞调用是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起（如遇到io操作）。函数只有在得到结果之后才会将阻塞的线程激活。有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来，实际上两者是不同的。
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对于同步调用来说，很多时候当前线程还是激活的，只是从逻辑上当前函数没有返回而已。
#举例： #1. 同步调用：apply一个累计1亿次的任务，该调用会一直等待，直到任务返回结果为止，但并未阻塞住（即便是被抢走cpu的执行权限，那也是处于就绪态）; #2. 阻塞调用：当socket工作在阻塞模式的时候，如果没有数据的情况下调用recv函数，则当前线程就会被挂起，直到有数据为止。 -
非阻塞：非阻塞和阻塞的概念相对应，指在不能立刻得到结果之前也会立刻返回，同时该函数不会阻塞当前线程。
总结：
# 1. 同步与异步针对的是函数/任务的调用方式：
同步就是当一个进程发起一个函数（任务）调用的时候，一直等到函数（任务）完成，而进程继续处于激活状态。
而异步情况下是当一个进程发起一个函数（任务）调用的时候，不会等函数返回，而是继续往下执行当，函数返回的时候通过状态、通知、事件等方式通知进程任务完成。
#2. 阻塞与非阻塞针对的是进程或线程等待消息通知时的状态：
阻塞是当请求不能满足的时候就将进程挂起，而非阻塞则不会阻塞当前进程。这个发任务的同步和异步没有关系。
补充：
# 同步阻塞形式
效率最低。拿上面的例子来说，就是你专心排队，什么别的事都不做。
#异步阻塞形式
如果在银行等待办理业务的人采用的是异步的方式去等待消息被触发（通知），也就是领了一张小纸条，假如在这段时间里他不能离开银行做其它的事情，那么很显然，这个人被阻塞在了这个等待的操作上面；
异步操作是可以被阻塞住的，只不过它不是在处理消息时阻塞，而是在等待消息通知时被阻塞。
# 同步非阻塞形式
实际上是效率低下的。
# 异步非阻塞形式
效率更高，
# 很多人会把同步和阻塞混淆，是因为很多时候同步操作会以阻塞的形式表现出来;
# 同样的，很多人也会把异步和非阻塞混淆，因为异步操作一般都不会在真正的IO操作处被阻塞
