进程:
什么是进程?
第一.进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间,一般情况下,包括文本区域(text region)、 数据区域(data region)和堆栈(stack region)。文本区域存储处理器执行的代码; 数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存;堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。 第二.进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体,只 有处理器赋予程序生命时(操作系统执行之),它才能成为一个活动的实体,我们称其为进程。 第三.进程是操作系统中最基本、重要的概念。是多道程序系统出现后,为了刻画系统内部出现的动态情况, 描述系统内部各道程序的活动规律引进的一个概念,所有多道程序设计操作系统都建立在进程的基础上。
进程的特性:
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。
创建进程:
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。
方法介绍:
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 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
属性:
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 4 p.exitcode:进程在运行时为None、如果为–N,表示被信号N结束(了解即可) 5 p.authkey:进程的身份验证键,默认是由os.urandom()随机生成的32字符的字符串。这个键的用途是为涉及网络连接的底层进程间通信提供安全性, 这类连接只有在具有相同的身份验证键时才能成功(了解即可)
开启进程的例子:
import time from multiprocessing import Process def f(name): print('hello', name) time.sleep(1) if __name__ == '__main__': p_lst = [] for i in range(5): p = Process(target=f, args=('bob',)) p.start() p_lst.append(p) # [p.join() for p in p_lst] print('父进程在执行') 开启进程的另一个方式: import os from multiprocessing import Process class MyProcess(Process): def __init__(self,name): super().__init__() self.name=name def run(self): print(os.getpid()) print('%s 正在和女主播聊天' %self.name) p1=MyProcess('wupeiqi') p2=MyProcess('yuanhao') p3=MyProcess('nezha') p1.start() #start会自动调用run p2.start() # p2.run() p3.start() p1.join() p2.join() p3.join() print('主线程')
多进程中的其他方法:
from multiprocessing import Process import time import random class Myprocess(Process): def __init__(self,person): self.name=person super().__init__() def run(self): print('%s正在和网红脸聊天' %self.name) time.sleep(random.randrange(1,5)) print('%s还在和网红脸聊天' %self.name) p1=Myprocess('哪吒') p1.start() p1.terminate()#关闭进程,不会立即关闭,所以is_alive立刻查看的结果可能还是存活 print(p1.is_alive()) #结果为True print('开始') print(p1.is_alive()) #结果为False 进程对象的其他方法:terminate,is_alive
class Myprocess(Process): def __init__(self,person): self.name=person # name属性是Process中的属性,标示进程的名字 super().__init__() # 执行父类的初始化方法会覆盖name属性 #self.name = person # 在这里设置就可以修改进程名字了 #self.person = person #如果不想覆盖进程名,就修改属性名称就可以了 def run(self): print('%s正在和网红脸聊天' %self.name) # print('%s正在和网红脸聊天' %self.person) time.sleep(random.randrange(1,5)) print('%s正在和网红脸聊天' %self.name) # print('%s正在和网红脸聊天' %self.person) p1=Myprocess('哪吒') p1.start() print(p1.pid) #可以查看子进程的进程id 进程对象的其他属性:pid和name
进程之间数据的隔离:
from multiprocessing import Process def work(): global n n=0 print('子进程内: ',n) if __name__ == '__main__': n = 100 p=Process(target=work) p.start() print('主进程内: ',n)
守护进程:
from multiprocessing import Process def foo(): print(123) time.sleep(1) print("end123") def bar(): print(456) time.sleep(3) print("end456") p1=Process(target=foo) p2=Process(target=bar) p1.daemon=True p1.start() p2.start() time.sleep(0.1) print("main-------")#打印该行则主进程代码结束,则守护进程p1应该被终止.#可能会有p1任务执行的打印信息123,因为主进程打印main----时,p1也执行了,但是随即被终止.
锁:
锁的例子(抢票)
# 由并发变成了串行,牺牲了运行效率,但避免了竞争 import os import time import random from multiprocessing import Process,Lock def work(lock,n): lock.acquire() print('%s: %s is running' % (n, os.getpid())) time.sleep(random.random()) print('%s: %s is done' % (n, os.getpid())) lock.release() if __name__ == '__main__': lock=Lock() for i in range(3): p=Process(target=work,args=(lock,i)) p.start()
信号量: 信号量的本质就是锁加计数器
互斥锁同时只允许一个线程更改数据,而信号量Semaphore是同时允许一定数量的线程更改数据 。
假设商场里有4个迷你唱吧,所以同时可以进去4个人,如果来了第五个人就要在外面等待,等到有人出来才能再进去玩。
实现:
信号量同步基于内部计数器,每调用一次acquire(),计数器减1;每调用一次release(),计数器加1.当计数器为0时,acquire()调用被阻塞。这是迪科斯彻(Dijkstra)信号量概念P()和V()的Python实现。信号量同步机制适用于访问像服务器这样的有限资源。
信号量与进程池的概念很像,但是要区分开,信号量涉及到加锁的概念
from multiprocessing import Process,Semaphore import time,random def go_ktv(sem,user): sem.acquire() print('%s 占到一间ktv小屋' %user) time.sleep(random.randint(0,3)) #模拟每个人在ktv中待的时间不同 sem.release() if __name__ == '__main__': sem=Semaphore(4) p_l=[] for i in range(13): p=Process(target=go_ktv,args=(sem,'user%s' %i,)) p.start() p_l.append(p) for i in p_l: i.join() print('============》')
事件:
python线程的事件用于主线程控制其他线程的执行,事件主要提供了三个方法 set、wait、clear。
事件处理的机制:全局定义了一个“Flag”,如果“Flag”值为 False,那么当程序执行 event.wait 方法时就会阻塞,如果“Flag”值为True,那么event.wait 方法时便不再阻塞。
clear:将“Flag”设置为False
set:将“Flag”设置为True
from multiprocessing import Process, Event import time, random def car(e, n): while True: if not e.is_set(): # 进程刚开启,is_set()的值是Flase,模拟信号灯为红色 print('