进程的介绍和使用
一、进程
1.进程:顾名思义，进程即正在执行的一个程序的过程
想要真正的了解进程，必须事先了解操作系统，需要具备的一些理论基础：
操作系统：
1.提供软硬件资源
2.管理、调度进程
多道技术： 1.产生背景：针对单核，实现并发 2.空间上的复用 多个程序共用一套计算机硬件 3.时间上的复用 切换+保存状态 1.当一个程序遇到IO操作 操作系统会剥夺该程序的cpu执行权限(提高了cpu的利用率 并且也不影响程序的执行效率) 2.当一个程序长时间占用cpu 操作系统也会剥夺该程序的cpu执行权限(降低了程序的执行效率) 并发:看起来像同时运行的就可以 并行:真正意义上的同时执行 单核的计算机能不能实现并行,但是可以实现并发
进程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。
注意：同一个程序执行两次，就会在操作系统中出现两个进程，所以我们可以同时运行一个软件，分别做不同的事情也不会混乱。一个进程对应到内存中就是一块独立的内存空间。与线程不同，进程没有任何共享状态，进程修改的数据，改动仅限于该进程内
2.进程的并发和并行
并发：看起来像同时在运行 （单核+多道技术就可以实现并发）
并行：真正的同时在运行
多进程是实现并发的手段之一（******）
3.同步异步阻塞非阻塞 （能进入阻塞状态的原因有：输入，输出，文件操作(IO)，sleep）
同步异步:表示的是任务的提交方式
同步:任务提交之后 原地等待的任务的执行并拿到返回结果才走 期间不做任何事(程序层面的表现就是卡住了)
异步:任务提交之后 不再原地等待 而是继续执行下一行代码(结果是要的 但是是用过其他方式获取)
阻塞非阻塞:表示的程序的运行状态
阻塞:阻塞态
非阻塞:就绪态 运行态
异步非阻塞形式的效率最高
注意：同步异步 阻塞非阻塞是两队概念 不能混为一谈（******）
小结：
#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：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
二、创建进程的两种方式（******）
第一种创建方式：（一般都是使用第一种） 创建一个子进程，会把前面的代码从上往下再走一遍（******）
multiprocessing.process模块，process模块是一个创建进程的模块，借助这个模块，就可以完成进程的创建。
1 p.start()：启动进程，并调用该子进程中的p.run() （******） 2 p.run():进程启动时运行的方法，正是它去调用target指定的函数，我们自定义类的类中一定要实现该方法 （自定义类中会使用到重写run方法） 3 p.terminate():强制终止进程p，不会进行任何清理操作，如果p创建了子进程，该子进程就成了僵尸进程，使用该方法需要特别小心这种情况。如果p还保存了一个锁那么也将不会被释放，进而导致死锁 4 p.is_alive():如果p仍然运行，返回True 5 p.join([timeout]):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）。timeout是可选的超时时间，需要强调的是，p.join只能join住start开启的进程，而不能join住run开启的进程 （主进程等待子进程结束再结束）
1 p.daemon：默认值为False，如果设为True，代表p为后台运行的守护进程，当p的父进程终止时，p也随之终止，并且设定为True后，p不能创建自己的新进程，必须在p.start()之前设置 2 p.name:进程的名称 3 p.pid：进程的pid
执行顺序：先执行主进程，在执行子进程
from multiprocessing import Process
def test(name): print('%s is running'%name) time.sleep(3) print('%s is over'%name) """ windows创建进程会将代码以模块的方式 从上往下执行一遍 linux会直接将代码完完整整的拷贝一份 windows创建进程一定要在if __name__ == '__main__':代码块内创建 否则报错 """ if __name__ == '__main__': p = Process(target=test,args=('egon',)) # 创建一个进程对象 p.start() # 仅仅是告诉操作系统帮你创建一个进程 print('主') #主进程
#结果
主
egon is running
egon is over
在Windows操作系统中由于没有fork(linux操作系统中创建进程的机制)，在创建子进程的时候会自动 import 启动它的这个文件，而在 import 的时候又执行了整个文件。因此如果将process()直接写在文件中就会无限递归创建子进程报错。所以必须把创建子进程的部分使用if __name__ ==‘__main__’ 判断保护起来，import 的时候 ，就不会递归运行了。
创建进程就是在内存中重新开辟一块内存空间，将允许产生的代码丢进去，一个进程对应在内存就是一块独立的内存空间
进程与进程之间数据是隔离的 无法直接交互，但是可以通过某些技术实现间接交互。
第二种创建方式 （定义一个类，然后继承Process,重写run方法，创建的时候使用自己定义的类）
from multiprocessing import Process import time class MyProcess(Process): def __init__(self,name): super().__init__() self.name = name def run(self): print('%s is running' % self.name) time.sleep(3) print('%s is over' % self.name) if __name__ == '__main__': p = MyProcess('egon') p.start() print('主')
注意：多个进程同时运行，子进程的执行顺序不是根据启动顺序决定的，随机分配哪个先执行。
三、join方法
join方法是让子进程先运行，等待子进程运行结束再运行主进程。
from multiprocessing import Process import time def test(name,i): print('%s is running'%name) time.sleep(i) print('%s is over'%name) if __name__ == '__main__': p = Process(target=test,args=('egon',1)) p1 = Process(target=test,args=('kevin',2)) p2 = Process(target=test,args=('jason',3)) start_time = time.time() p.start() # 仅仅是告诉操作系统帮你创建一个进程 至于这个进程什么时候创 操作系统随机决定 p1.start() p2.start() p2.join() p.join() p1.join() # 主进程代码等待子进程运行结束 才继续运行 print('主') print(time.time() - start_time)
使用join方法，先运行子进程，子进程运行也是随机分配的，子进程运行完毕之后到主进程开始运行。
egon is running kevin is running jason is running egon is over kevin is over jason is over 主 4.229077339172363
四、验证进程间数据是隔离的
因为主进程和子进程是两个独立的内存空间，无法直接交互，所以这个还是取得主进程的money值100
from multiprocessing import Process money = 100
def test(): global money money = 99999999 if __name__ == '__main__': p = Process(target=test) p.start() p.join() print(money) #访问全局变量的money #结果 100
五、进程对象的及其他方法
current_process模块 current_process().pid 获取进程号 也可以用os.getpid()表示子进程的进程号，os.getppid()表示父类的进程号
from multiprocessing import Process,current_process import os import time def test(name): print('%s is running'%name,current_process().pid) print('%s is running'%name,'子进程%s'%os.getpid(),'父进程%s'%os.getppid()) time.sleep(3) print('%s is over'%name) if __name__ == '__main__': p = Process(target=test,args=('egon',)) p.start() print('主',os.getpid(),'主主进程:%s'%os.getppid()) #结果 主 12248 主主进程:8372 egon is running 4116 egon is running 子进程4116 父进程12248 egon is over
terminate() 告诉操作系统帮你杀死当前进程，如果没有给操作系统反应时间会直接跳过这条。如果杀死了，就不会执行这个进程的内容了。
from multiprocessing import Process import os import time def test(name): print('%s is running'%name,'子进程%s'%os.getpid(),'父进程%s'%os.getppid()) time.sleep(3) print('%s is over'%name) if __name__ == '__main__': p = Process(target=test,args=('egon',)) p.start() p.terminate() # 杀死当前进程 其实是告诉操作系统帮你杀死一个进程 time.sleep(0.1) print(p.is_alive()) # 判断进程是否存活 print('主',os.getpid(),'主主进程:%s'%os.getppid()) #结果 False 主 15080 主主进程:8372
六、守护进程
注意：进程之间是相互独立的，守护进程会随着主进程的结束而结束。
主进程创建守护进程
其一：守护进程会在主进程代码执行结束后就终止
其二：守护进程内无法再开启子进程，否则抛出异常
from multiprocessing import Process import time def test(name): print('%s总管正常活着'%name) time.sleep(3) print('%s总管正常死亡'%name) if __name__ == '__main__': p = Process(target=test,args=('egon',)) p.daemon = True # 将该进程设置为守护进程 这一句话必须放在start语句之前 否则报错 p.start() # 开启子进程 time.sleep(0.1) print('皇帝jason寿正终寝') #结果 皇帝jason寿正终寝
七、互斥锁（******）
当多个进程使用同一份数据资源的时候，就会引发数据安全或顺序混乱的问题。由并发变成了串行，牺牲了运行效率，但保证了数据的安全性。
导入模块Lock,并不建议使用很多的锁，因为会很限制效率，只在修改数据的地方添加锁。
from multiprocessing import Process,Lock import time import json # 查票 def search(i): with open('data','r',encoding='utf-8') as f: data = f.read() t_d = json.loads(data) print('用户%s查询余票为:%s'%(i,t_d.get('ticket'))) # 买票 def buy(i): with open('data','r',encoding='utf-8') as f: data = f.read() t_d = json.loads(data) time.sleep(1) if t_d.get('ticket') > 0: # 票数减一 t_d['ticket'] -= 1 # 更新票数 with open('data','w',encoding='utf-8') as f: json.dump(t_d,f) print('用户%s抢票成功'%i) else: print('没票了') def run(i,mutex): search(i) mutex.acquire() # 抢锁 只要有人抢到了锁 其他人必须等待该人释放锁 buy(i) mutex.release() # 释放锁 if __name__ == '__main__': mutex = Lock() # 生成了一把锁 for i in range(10): p = Process(target=run,args=(i,mutex)) p.start()
注意：
1.锁不要轻易使用，容易造成死锁现象
2.只在处理数据的部分加锁，不要在全局加锁
锁必须在主进程中产生，交给子进程
