• day39-进程,线程相关知识


    人工智能相关参考网站

    http://www.turingapi.com/

    https://www.xfyun.cn/?ch=bd05&b_scene_zt=1

    http://ai.baidu.com/creation/main/demo

    作为一名python程序员当你遇到一个功能的时候,第一时间你可以考虑是否有对应的模块已经帮你实现了该功能

     

     

    进程对象及其他方法

    一台计算机上面运行着很多进程,那么计算机是如何区分并管理这些进程服务端的呢?
    计算机会给每一个运行的进程分配一个PID号
    如何查看
    windows电脑
    进入cmd输入tasklist即可查看
    tasklist |findstr PID查看具体的进程
    mac电脑
    进入终端之后输入ps aux
    ps aux|grep PID查看具体的进程

    from multiprocessing import Process, current_process
    current_process().pid  # 查看当前进程的进程号
    
    import os
    os.getpid()  # 查看当前进程进程号
    os.getppid()  # 查看当前进程的父进程进程号
    
    
    p.terminate()  # 杀死当前进程
    # 是告诉操作系统帮你去杀死当前进程 但是需要一定的时间 而代码的运行速度极快
    time.sleep(0.1)
    print(p.is_alive())  # 判断当前进程是否存活

    is_开头的函数多数为布尔值判断的函数

    僵尸进程

    死了但是没有死透
    当你开设了子进程之后 该进程死后不会立刻释放占用的进程号
    因为我要让父进程能够查看到它开设的子进程的一些基本信息 占用的pid号 运行时间。。。
    所有的进程都会步入僵尸进程
    父进程不死并且在无限制的创建子进程并且子进程也不结束
    回收子进程占用的pid号
    父进程等待子进程运行结束
    父进程调用join方法

    孤儿进程

    子进程存活,父进程意外死亡
    操作系统会开设一个“儿童福利院”专门管理孤儿进程回收相关资源

    守护进程(同生共死)

    from multiprocessing import Process
    import time
    
    
    def task(name):
        print('%s总管正在活着'% name)
        time.sleep(3)
        print('%s总管正在死亡' % name)
    
    
    if __name__ == '__main__':
        p = Process(target=task,args=('egon',))
        # p = Process(target=task,kwargs={'name':'egon'})
        p.daemon = True  # 将进程p设置成守护进程  这一句一定要放在start方法上面才有效否则会直接报错
        p.start()
        print('皇帝jason寿终正寝')

    互斥锁

    多个进程操作同一份数据的时候,会出现数据错乱的问题

    针对上述问题,解决方式就是加锁处理:将并发变成串行,牺牲效率但是保证了数据的安全   (我们以后写代码的时候尽量不会用锁,底层已经封装好了)

    from multiprocessing import Process, Lock
    import json
    import time
    import random
    
    
    # 查票
    def search(i):
        # 文件操作读取票数
        with open('data','r',encoding='utf8') as f:
            dic = json.load(f)
        print('用户%s查询余票:%s'%(i, dic.get('ticket_num')))
        # 字典取值不要用[]的形式 推荐使用get  你写的代码打死都不能报错!!!
    
    
    # 买票  1.先查 2.再买
    def buy(i):
        # 先查票
        with open('data','r',encoding='utf8') as f:
            dic = json.load(f)
        # 模拟网络延迟
        time.sleep(random.randint(1,3))
        # 判断当前是否有票
        if dic.get('ticket_num') > 0:
            # 修改数据库 买票
            dic['ticket_num'] -= 1
            # 写入数据库
            with open('data','w',encoding='utf8') as f:
                json.dump(dic,f)
            print('用户%s买票成功'%i)
        else:
            print('用户%s买票失败'%i)
    
    
    # 整合上面两个函数
    def run(i, mutex):
        search(i)
        # 给买票环节加锁处理
        # 抢锁
        mutex.acquire()
    
        buy(i)
        # 释放锁
        mutex.release()
    
    
    if __name__ == '__main__':
        # 在主进程中生成一把锁 让所有的子进程抢 谁先抢到谁先买票
        mutex = Lock()
        for i in range(1,11):
            p = Process(target=run, args=(i, mutex))
            p.start()
    """
    扩展 行锁 表锁
    
    注意:
        1.锁不要轻易的使用,容易造成死锁现象(我们写代码一般不会用到,都是内部封装好的)
        2.锁只在处理数据的部分加来保证数据安全(只在争抢数据的环节加锁处理即可) 

    进程间通信

    队列Queue模块

    管道:subprocess
    stdin stdout stderr
    队列:管道+锁

    队列:先进先出
    堆栈:先进后出

    from multiprocessing import Queue
    
    # 创建一个队列
    q = Queue(5)  # 括号内可以传数字 标示生成的队列最大可以同时存放的数据量
    
    # 往队列中存数据
    q.put(111)
    q.put(222)
    q.put(333)
    # print(q.full())  # 判断当前队列是否满了
    # print(q.empty())  # 判断当前队列是否空了
    q.put(444)
    q.put(555)
    # print(q.full())  # 判断当前队列是否满了
    
    # q.put(666)  # 当队列数据放满了之后 如果还有数据要放程序会阻塞 直到有位置让出来 不会报错
    
    """
    存取数据 存是为了更好的取
    千方百计的存、简单快捷的取
    
    同在一个屋檐下
    差距为何那么大
    """
    
    # 去队列中取数据
    v1 = q.get()
    v2 = q.get()
    v3 = q.get()
    v4 = q.get()
    v5 = q.get()
    # print(q.empty())
    # V6 = q.get_nowait()  # 没有数据直接报错queue.Empty
    # v6 = q.get(timeout=3)  # 没有数据之后原地等待三秒之后再报错  queue.Empty
    try:
        v6 = q.get(timeout=3)
        print(v6)
    except Exception as e:
        print('一滴都没有了!')
    
    # # v6 = q.get()  # 队列中如果已经没有数据的话 get方法会原地阻塞
    # print(v1, v2, v3, v4, v5, v6)
    
    """
    q.full()
    q.empty()
    q.get_nowait()
    在多进程的情况下是不精确
    """

    IPC机制

    from multiprocessing import Queue, Process
    
    """
    研究思路
        1.主进程跟子进程借助于队列通信
        2.子进程跟子进程借助于队列通信
    """
    def producer(q):
        q.put('我是23号技师 很高兴为您服务')
    
    
    def consumer(q):
        print(q.get())
    
    
    if __name__ == '__main__':
        q = Queue()
        p = Process(target=producer,args=(q,))
        p1 = Process(target=consumer,args=(q,))
        p.start()
        p1.start()

    生产者消费者模型

    生产者:生产/制造东西的
    消费者:消费/处理东西的
    该模型除了上述两个之外还需要一个媒介
    生活中的例子做包子的将包子做好后放在蒸笼(媒介)里面,买包子的取蒸笼里面拿
    厨师做菜做完之后用盘子装着给你消费者端过去
    生产者和消费者之间不是直接做交互的,而是借助于媒介做交互

    生产者(做包子的) + 消息队列(蒸笼) + 消费者(吃包子的)

    import time
    import random
    from multiprocessing import Process
    from multiprocessing import JoinableQueue
    
    
    def consumer(name, q):
        while True:
            res = q.get()
            time.sleep(random.randint(1, 3))
            print('消费者>>:%s 准备开吃%s' % (name, res))
            q.task_done()  # 发送信号给生产者的q.join()说,已经处理完从队列中拿走的一个项目
    
    
    def producer(name, q):
        for i in range(5):
            time.sleep(random.randint(1, 2))  # 模拟生产时间
            res = '大虾%s' % i
            q.put(res)
            print('生产者>>:%s 生产了%s' % (name, res))
        q.join()  # 等到消费者把自己放入队列中的所有项目都取走处理完后调用task_done()之后,生产者才能结束
    
    
    if __name__ == '__main__':
        q = JoinableQueue()  # 实例一个队列
    
        p1 = Process(target=producer, args=('monicx1', q))
        p2 = Process(target=producer, args=('monicx2', q))
    
        c1 = Process(target=consumer, args=('lili1', q))
        c2 = Process(target=consumer, args=('lili2', q))
        c3 = Process(target=consumer, args=('lili3', q))
        c1.daemon = True
        c2.daemon = True
        c3.daemon = True
    
        p1.start()
        p2.start()
    
        c1.start()
        c2.start()
        c3.start()
    
        p1.join()
        p2.join()
    
    
    ###
    C:UsersAdministratorAppDataLocalProgramsPythonPython38python.exe H:/s14-python/day38.py
    生产者>>:monicx1 生产了大虾0
    生产者>>:monicx2 生产了大虾0
    生产者>>:monicx1 生产了大虾1
    生产者>>:monicx2 生产了大虾1
    消费者>>:lili2 准备开吃大虾0
    生产者>>:monicx1 生产了大虾2
    消费者>>:lili1 准备开吃大虾0
    生产者>>:monicx2 生产了大虾2
    消费者>>:lili3 准备开吃大虾1
    消费者>>:lili2 准备开吃大虾1
    生产者>>:monicx1 生产了大虾3
    消费者>>:lili1 准备开吃大虾2
    生产者>>:monicx2 生产了大虾3
    生产者>>:monicx1 生产了大虾4
    消费者>>:lili1 准备开吃大虾3
    消费者>>:lili2 准备开吃大虾3
    消费者>>:lili3 准备开吃大虾2
    生产者>>:monicx2 生产了大虾4
    消费者>>:lili2 准备开吃大虾4
    消费者>>:lili1 准备开吃大虾4
    
    Process finished with exit code 0
    
    ###

    线程理论

    什么是线程?

    进程:资源单位
    线程:执行单位

    将操作系统比喻成一个大的工厂
    那么进程就相当于工厂里面的车间
    而线程就是车间里面的流水线

    每一个进程肯定自带一个线程

    再次总结:
    进程:资源单位(起一个进程仅仅只是在内存空间中开辟一块独立的空间)
    线程:执行单位(真正被cpu执行的其实是进程里面的线程,线程指的就是代码的执行过程,执行代码中所需要使用到的资源都找所在的进程索要)

    进程和线程都是虚拟单位,只是为了我们更加方便的描述问题

    为何要有线程

    开设进程
    1.申请内存空间 耗资源
    2.“拷贝代码” 耗资源
    开线程
    一个进程内可以开设多个线程,在用一个进程内开设多个线程无需再次申请内存空间操作

    总结:
    开设线程的开销要远远的小于进程的开销
    同一个进程下的多个线程数据是共享的!!!

    我们要开发一款文本编辑器
    获取用户输入的功能
    实时展示到屏幕的功能
    自动保存到硬盘的功能
    针对上面这三个功能,开设进程还是线程合适???
    开三个线程处理上面的三个功能更加的合理

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