Python全棧之進(jìn)程和守護(hù)進(jìn)程

更新時間：2021年12月26日 15:11:59 作者：熬夜泡枸杞

這篇文章主要為大家介紹了Python進(jìn)程和守護(hù)進(jìn)程，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來幫助

1. 理解進(jìn)程

進(jìn)程的概念：（process）

進(jìn)程就是正在運(yùn)行的程序,它是操作系統(tǒng)中,資源分配的最小單位.
資源分配:分配的是cpu和內(nèi)存等物理資源
進(jìn)程號是進(jìn)程的唯一標(biāo)識
同一個程序執(zhí)行兩次之后是兩個進(jìn)程
進(jìn)程和進(jìn)程之間的關(guān)系: 數(shù)據(jù)彼此隔離,通過socket通信

并行和并發(fā)：

并發(fā):一個cpu同一時間不停執(zhí)行多個程序
并行:多個cpu同一時間不停執(zhí)行多個程序

cpu的進(jìn)程調(diào)度的方法：

# 先來先服務(wù)fcfs(first come first server):先來的先執(zhí)行
# 短作業(yè)優(yōu)先算法:分配的cpu多,先把短的算完
# 時間片輪轉(zhuǎn)算法:每一個任務(wù)就執(zhí)行一個時間片的時間.然后就執(zhí)行其他的.
# 多級反饋隊(duì)列算法
越是時間長的,cpu分配的資源越少,優(yōu)先級靠后
越是時間短的,cpu分配的資源越多

1、2、3、4作業(yè)分別給0.4秒，1作業(yè)完成，2、3、4作業(yè)沒有完成，會放到二級隊(duì)列中，把后續(xù)短的作業(yè)放到一級隊(duì)列。二級隊(duì)列中的作業(yè)分別給0.3秒，2號作業(yè)完成，3、4號作業(yè)放到三級隊(duì)列，分別給0.2秒，3作業(yè)完成，4號沒有完成，放到四號隊(duì)列，給0.1秒進(jìn)行處理，1號作業(yè)有可能是下載作業(yè)。

進(jìn)程三狀態(tài)圖：

(1)就緒(Ready)狀態(tài)
	只剩下CPU需要執(zhí)行外,其他所有資源都已分配完畢 稱為就緒狀態(tài)。
(2)執(zhí)行(Running)狀態(tài)
	cpu開始執(zhí)行該進(jìn)程時稱為執(zhí)行狀態(tài)。
(3)阻塞(Blocked)狀態(tài)
	由于等待某個事件發(fā)生而無法執(zhí)行時,便是阻塞狀態(tài),cpu執(zhí)行其他進(jìn)程.例如，等待I/O完成input、申請緩沖區(qū)不能滿足等等。

同步異步 / 阻塞非阻塞：

場景在多任務(wù)當(dāng)中
同步:必須等我這件事干完了,你在干,只有一條主線,就是同步
異步:沒等我這件事情干完,你就在干了,有兩條主線,就是異步
阻塞:比如代碼有了input,就是阻塞,必須要輸入一個字符串,否則代碼不往下執(zhí)行
非阻塞:沒有任何等待,正常代碼往下執(zhí)行.
# 同步阻塞  :效率低,cpu利用不充分
# 異步阻塞  :比如socketserver,可以同時連接多個,但是彼此都有recv
# 同步非阻塞:沒有類似input的代碼,從上到下執(zhí)行.默認(rèn)的正常情況代碼
# 異步非阻塞:效率是最高的,cpu過度充分,過度發(fā)熱 液冷

守護(hù)進(jìn)程：

#可以給子進(jìn)程貼上守護(hù)進(jìn)程的名字,該進(jìn)程會隨著主進(jìn)程代碼執(zhí)行完畢而結(jié)束(為主進(jìn)程守護(hù))
(1)守護(hù)進(jìn)程會在主進(jìn)程代碼執(zhí)行結(jié)束后就終止
(2)守護(hù)進(jìn)程內(nèi)無法再開啟子進(jìn)程,否則拋出異常(了解)

鎖（Lock）：

lock.acquire()# 上鎖
lock.release()# 解鎖
#同一時間允許一個進(jìn)程上一把鎖 就是Lock
	加鎖可以保證多個進(jìn)程修改同一塊數(shù)據(jù)時，同一時間只能有一個任務(wù)可以進(jìn)行修改，即串行的修改，沒錯，速度是慢了，但犧牲速度卻保證了數(shù)據(jù)安全。
#同一時間允許多個進(jìn)程上多把鎖 就是[信號量Semaphore]
	信號量是鎖的變形: 實(shí)際實(shí)現(xiàn)是 計(jì)數(shù)器 + 鎖,同時允許多個進(jìn)程上鎖	
# 互斥鎖Lock : 互斥鎖就是進(jìn)程的互相排斥,誰先搶到資源,誰就上鎖改資源內(nèi)容,為了保證數(shù)據(jù)的同步性
# 注意:多個鎖一起上,不開鎖,會造成死鎖.上鎖和解鎖是一對.

2. 進(jìn)程的語法

# ### 進(jìn)程 process
import os,time
"""
# ps -aux 查看進(jìn)程號
# ps -aux | grep 2784 過濾查找2784這個進(jìn)程
# 強(qiáng)制殺死進(jìn)程
kill -9 進(jìn)程號
# 獲取當(dāng)前進(jìn)程號
res = os.getpid()
print(res)
# 獲取當(dāng)前進(jìn)程的父進(jìn)程
res = os.getppid()
print(res)
"""
from multiprocessing import Process
# (1) 進(jìn)程的使用
"""
def func():
	# 1.子進(jìn)程id:3561,2.父進(jìn)程id:3560
	print("1.子進(jìn)程id:{},2.父進(jìn)程id:{}".format(os.getpid(),os.getppid()))
if __name__ == "__main__":
	# 創(chuàng)建子進(jìn)程 ,返回進(jìn)程對象
	p = Process(target=func)
	# 調(diào)用子進(jìn)程
	p.start()
	# 3.主進(jìn)程id:3560,4.父進(jìn)程id:3327
	print("3.主進(jìn)程id:{},4.父進(jìn)程id:{}".format(os.getpid(),os.getppid()))
"""
# (2) 創(chuàng)建帶有參數(shù)的進(jìn)程
"""
def func(n):
	time.sleep(1)
	for i in range(1,n+1): # 0 ~ n-1
		print(i)
		print("1.子進(jìn)程id:{},2.父進(jìn)程id:{}".format(os.getpid(),os.getppid()))
if __name__ == "__main__":
	n = 6
	# target=指定任務(wù)  args = 參數(shù)元組
	p = Process(target=func , args=(n,))
	p.start()
	for i in range(1,n+1):
		print("*" * i)
"""
# (3) 進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)彼此隔離
"""
total = 100
def func():
	global total
	total +=1
	print(total)
if __name__ == "__main__":
	p = Process(target=func)
	p.start()
	time.sleep(1)
	print(total)
"""
# (4) 進(jìn)程之間的異步性
"""
1.多個進(jìn)程之間是異步的并發(fā)程序,因?yàn)閏pu調(diào)度策略問題,不一定先執(zhí)行哪一個任務(wù)
默認(rèn)來看,主進(jìn)程執(zhí)行速度稍快于子進(jìn)程,因?yàn)樽舆M(jìn)程創(chuàng)建時,要分配空間資源可能會阻塞
阻塞態(tài),cpu會立刻切換任務(wù),以讓程序整體的速度效率最大化
2.默認(rèn)主進(jìn)程要等待所有的子進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束之后,在統(tǒng)一關(guān)閉程序,釋放資源
若不等待,子進(jìn)程可能不停的在系統(tǒng)的后臺占用cpu和內(nèi)存資源形成僵尸進(jìn)程.
為了方便進(jìn)程的管理,主進(jìn)程默認(rèn)等待子進(jìn)程.在統(tǒng)一關(guān)閉程序;
"""
def func(n):
	print("1.子進(jìn)程id:{},2.父進(jìn)程id:{}".format(os.getpid(),os.getppid()) , n )
if __name__ == "__main__":
	for i in range(1,11):
		p = Process(target=func,args=(i,))
		p.start()
	print("主進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束了 ... " , os.getpid() )

3. join自定義進(jìn)程類

子進(jìn)程全部執(zhí)行完，在執(zhí)行主進(jìn)程

# ### 1.同步主進(jìn)程和子進(jìn)程 : join
"""必須等待當(dāng)前的這個子進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束之后,再去執(zhí)行下面的代碼;,用來同步子父進(jìn)程;"""
from multiprocessing import Process
import time 
# (1) join 的基本使用
"""
def func():
	print("發(fā)送第一封郵件 :  我的親親領(lǐng)導(dǎo),你在么?")	
if __name__ == "__main__":
	p = Process(target=func)
	p.start()
	# time.sleep(0.1)
	p.join()
	print("發(fā)送第二封郵件 :  我想說,工資一個月給我漲到6萬")
"""
# (2) 多進(jìn)程場景中的join
"""
def func(i):
	time.sleep(1)
	print("發(fā)送第一封郵件{} :  我的親親領(lǐng)導(dǎo),你在么?".format(i))
if __name__ == "__main__":
	lst = []
	for i in range(1,11):
		p = Process(target=func,args=(i,))
		p.start()
		# join 寫在里面會導(dǎo)致程序變成同步
		lst.append(p)
	# 把所有的進(jìn)程對象都放在列表中,統(tǒng)一使用.join進(jìn)行管理;
	for i in lst:
		i.join()
		
	print("發(fā)送第二封郵件 :  我想說,工資一個月給我漲到6萬")
"""
# ### 2使用自定義進(jìn)程類,創(chuàng)建進(jìn)程
# (1) 基本語法
import os
class MyProcess(Process):
	def run(self):
		print("1.子進(jìn)程id:{},2.父進(jìn)程id:{}".format(os.getpid(),os.getppid()))
if __name__ == "__main__":
	p = MyProcess()
	p.start()
	
# (2) 帶有參數(shù)的自定義進(jìn)程類
class MyProcess(Process):
	def __init__(self,name):
		# 手動調(diào)用一下父類的構(gòu)造方法,完成系統(tǒng)成員的初始化;
		super().__init__()
		self.name = name
	def run(self):
		print("1.子進(jìn)程id:{},2.父進(jìn)程id:{}".format(os.getpid(),os.getppid()))
		print(self.name)
if __name__ == "__main__":
	p = MyProcess("我是參數(shù)")
	p.start()

4. 守護(hù)進(jìn)程

# ### 守護(hù)進(jìn)程
"""
守護(hù)進(jìn)程守護(hù)的是主進(jìn)程,當(dāng)主進(jìn)程所有代碼執(zhí)行完畢之后,立刻強(qiáng)制殺死守護(hù)進(jìn)程;
"""

from multiprocessing import Process
import time
# (1) 基本語法
"""
def func():
	# time.sleep(1)
	print("start... 當(dāng)前的子進(jìn)程")
	print("end ...  當(dāng)前的子進(jìn)程")

if __name__ == "__main__":
	p = Process(target=func)
	# 在進(jìn)程啟動之前,設(shè)置守護(hù)進(jìn)程
	p.daemon = True	
	p.start()	
	print("主進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束 ... ")
"""
# (2) 多個子進(jìn)程的守護(hù)場景;
"""默認(rèn)主進(jìn)程等待所有非守護(hù)進(jìn)程,也就是子進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束之后,在關(guān)閉程序,釋放資源
守護(hù)進(jìn)程只要在主進(jìn)程代碼執(zhí)行結(jié)束時,就會自動關(guān)閉;
"""
"""
def func1():
	print("start ... func1 執(zhí)行當(dāng)前子進(jìn)程 ... ")
	print("end ...   func1 結(jié)束當(dāng)前子進(jìn)程 ... ")
def func2():
	count = 1
	while True:
		print("*" * count)
		time.sleep(1)
		count += 1
if __name__ == "__main__":
	p1 = Process(target=func1)
	p2 = Process(target=func2)
	# 把p2這個進(jìn)程變成守護(hù)進(jìn)程;
	p2.daemon = True
	p1.start()
	p2.start()
	print("主進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束 ... ")
"""
# (3) 守護(hù)進(jìn)程用途: 監(jiān)控報活
def alive():
	while True:
		print("3號服務(wù)器向總監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送報活信息: i am ok~")
		time.sleep(1)
def func():
	while True:
		try:
			print("3號服務(wù)器負(fù)責(zé)抗住3萬用戶量的并發(fā)訪問...")
			time.sleep(3)
			# 主動拋出執(zhí)行錯誤的異常,觸發(fā)except分支
			raise RuntimeError			
		except:
			print("3號服務(wù)器扛不住了.. 快來修理我..")
			break
			
if __name__ == "__main__":
	p1 = Process(target=alive)
	p2 = Process(target=func)
	p1.daemon = True
	p1.start()
	p2.start()
	# 必須等待p2這個子進(jìn)程執(zhí)行完畢之后,再放行主進(jìn)程下面的代碼
	# 下面主進(jìn)程代碼執(zhí)行結(jié)束,立刻殺死守護(hù)進(jìn)程,失去了報活功能;
	p2.join()
	
	print("主進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束  .... ")

#作業(yè):
""" 使用多進(jìn)程的方式  完成tcp服務(wù)端的并發(fā) """

小提示：

在調(diào)用的時候觸發(fā)裝飾器
連續(xù)發(fā)包的時候才會粘包
容器不能轉(zhuǎn)化成字節(jié)流，機(jī)器交互用json
文件對象是迭代器，迭代器返回的數(shù)據(jù)是一行行返回的
創(chuàng)建子進(jìn)程的時候，要為其分配資源，處于堵塞狀態(tài)，
會去執(zhí)行下面的程序，這就是異步執(zhí)行，兩條主線
不刷新頁面就能發(fā)文數(shù)據(jù)的技術(shù)叫ajax，是一種異步程序
進(jìn)程是典型的異步程序
看一下super()這個函數(shù)
默認(rèn)主進(jìn)程走完了守護(hù)進(jìn)程會立即被殺死，但是會等待子進(jìn)程運(yùn)行完畢