进程池和线程池，协程，IO多路复用

进程池、线程池：

开进程池和线程池都是要消耗资源的，只不过比较而言消耗的资源进程池多一点，线程池少一点

就是在计算机硬件能承受的最大范围内去利用计算机。

什么是池？

就是在保证计算机硬件安全的情况最大利用计算机。

因为计算机硬件的发展跟不上软件的速度。

作用：

1.自动管理了进程/线程的开启和销毁

2.自动管理分配任务

3.限制了进程/线程的创建数量，信号量只是限制了最大并发线程访问数量，线程已经创建了。

就是可以对线程/进程进行回收，

池子中创建的进程/线程创建一次就不会再创建了
从始至终使用都是那几个，这样就节省了开启线程进程的资源

使用：

submint()是提交任务

pool.shutdown() # 等待所有任务全部完毕 销毁所有线程 后关闭线程池

def task(n):
    print(n,os.getpid())  # 查看当前进程号
    time.sleep(2)
    return n**2


def call_back(n):
    print('拿到了异步提交任务的返回结果:',n.result())
"""
提交任务的方式
    同步：提交任务之后 原地等待任务的返回结果 期间不做任何事
    异步：提交任务之后 不等待任务的返回结果(异步的结果怎么拿？？？) 直接执行下一行代码
"""

# pool.submit(task,1)  # 朝线程池中提交任务   异步提交
# print('主')
"""
异步回调机制:当异步提交的任务有返回结果之后，会自动触发回调函数的执行

"""
if __name__ == '__main__':

    t_list = []
    for i in range(20):
        res = pool.submit(task,i).add_done_callback(call_back)  # 提交任务的时候 绑定一个回调函数 一旦该任务有结果 立刻执行对于的回调函数
        # print(res.result())  # 原地等待任务的返回结果
        t_list.append(res)

    # pool.shutdown()  # 关闭池子 等待池子中所有的任务执行完毕之后 才会往下运行代码
    # for p in t_list:
    #     print('>>>:',p.result())

协程：

就是单线程下实现并发。

也叫轻量级线程。

并发：就是看上去是并行，其实是切换加保存执行

并行:就是真正意义上的同时进行。

IO密集用多线程

计算密集用多进程

首先我们可以使用生成器完成并发执行

def task1():
    while True:
        yield
        print("task1 run")

def task2():
    g = task1()
    while True:
        next(g)
        print("task2 run")
task2()

优点：协程的创建开销更小，属于程序级别的，操作系统完全感知不到。

　　　单线程下就能实现并发执行，最大限度使用cpu

gevent模块：

import gevent,sys
from gevent import monkey # 导入monkey补丁
monkey.patch_all() # 打补丁 
import time

print(sys.path)

def task1():
    print("task1 run")
    # gevent.sleep(3)
    time.sleep(3)
    print("task1 over")

def task2():
    print("task2 run")
    # gevent.sleep(1)
    time.sleep(1)
    print("task2 over")

g1 = gevent.spawn(task1)
g2 = gevent.spawn(task2)
#gevent.joinall([g1,g2])
g1.join()
g2.join()

如果没有join的话，执行以上代码不会有任何信息，因为协程的任务都是以异步的方式提交的，所以主线程会继续执行代码，直到运行完最后一行便会结束主进程。这就导致了协程的任务没有及时执行，所以这个时候我们要用join来保证协程内的代码执行完毕后才会执行主线程，当然如果主线程不会结束那么也就不需要调用join。

注意：

1.如果主线程结束了 协程任务也会立即结束。

2.monkey补丁的原理是把原始的阻塞方法替换为修改后的非阻塞方法，即偷梁换柱，来实现IO自动切换

必须在打补丁后再使用相应的功能，避免忘记，建议写在最上方

IO模型：

总共有五种IO：

blocking IO           阻塞IO
nonblocking IO      非阻塞IO
IO multiplexing      IO多路复用
signal driven IO     信号驱动IO
asynchronous IO    异步IO

阻塞IO：

　在linux中，默认情况下所有的socket都是blocking，一个典型的读操作流程大概是这样：

 

 

非阻塞IO：

Linux下，可以通过设置socket使其变为non-blocking。当对一个non-blocking socket执行读操作时，流程是这个样子：

　　

 

 

IO多路复用：

IO multiplexing这个词可能有点陌生，但是如果我说select/epoll，大概就都能明白了。有些地方也称这种IO方式为事件驱动IO(event driven IO)。我们都知道，select/epoll的好处就在于单个process就可以同时处理多个网络连接的IO。它的基本原理就是select/epoll这个function会不断的轮询所负责的所有socket，当某个socket有数据到达了，就通知用户进程。它的流程如图：

 

异步IO（ASYN开头的）：

Linux下的asynchronous IO其实用得不多，从内核2.6版本才开始引入。先看一下它的流程：