python全栈开发 * 进程理论 进程创建 * 180724

Posted 2020-12-26 吉喆嚞吉

一.进程理论

1.进程是资源分配的最小单位.
2.进程调度就是多个进程在操作系统的控制下被CPU执行,去享用计算机的资源.
    先来先服务
    短作业优先
    时间片轮转
    多级反馈队列
3.进程调度的过程是不能够随意被程序影响的
4.进程的三个状态:   就绪  运行  阻塞
    就绪状态:　当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源，只要获得处理机便可立即执行，这时的进程状态称为就绪状态。
    运行转态: 当进程获得处理机,其程序正在处理机上执行,此时的进程状态称为运行状态.
    阻塞状态: 正在执行的程序,由于等待某个事情发生而无法执行时,便放弃处理机而处于阻塞状态,引起进程阻塞的事件有多种,等待IO完成,
    等待信件,申请缓冲区不能满足.
eg:
    程序在开始运行之后,并不是立即开始执行代码,而是会进入就绪状态,等待操作系统调度开始运行
    import time
    print("程序开始运行")    程序运行状态
    name=input(">>>")    等待用户输入  程序进入阻塞状态
    用户输入后进程并不是立即执行,而是进入就绪状态,等待操作系统的调度继续运行
    print(name)   运行状态
    time.sleep(1)   阻塞状态
        就绪状态
    print("程序结束运行")   运行状态
        结束
5.进程三状态转换流程图:
    a.创建--(提交)--> 就绪--(进程调度)--> 运行--(释放)--> 退出
    b.创建--(提交)--> 就绪--(进程调度)--> 运行--(时间片结束)--> 就绪
    c.创建--(提交)--> 就绪--(进程调度)--> 运行--(事件请求IO)--> 阻塞--(事件发生)--> 就绪
6.PID  和  PPID
    PID:    ProcessID   进程ID
    PPID:   parent processID  父进程ID    (父进程回收子进程的一些资源)

二.进程的创建与结束

1.进程的创建
    引入:但凡是硬件,都需要有操作系统去管理,只要有操作系统就有进程的概念,就需要有创建进程的方法.
    对于通用系统(跑很多应用程序),需要有系统运行过程中创建或撤销进程的能力.主要有四种形式创建新的进程.
    (1).系统初始化(查看进程 linux中用ps命令,windows中用任务管理器,前台进程负责与用户交互,后台运行的进程与用户无关,运行在
    运行在后台并且只在需要时才唤醒的进程,称为守护进程,(如"电子邮件","web页面","新闻","打印")
    (2).一个进程在运行过程中开启了子进程(os)
    (3).用户的交互式请求,而创建一个新进程("双击qq")
    (4).一个批处理作业的初始化(只在大型机的批处理系统中运用).
    创建子进程unix和windows的异同:
    相同点:进程创建后，父进程和子进程有各自不同的地址空间（多道技术要求物理层面实现进程之间内存的隔离），任何一个进程
            的在其地址空间中的修改都不会影响到另外一个进程。
    不同点: 在UNIX中，子进程的初始地址空间是父进程的一个副本，提示：子进程和父进程是可以有只读的共享内存区的。但是对于
            windows系统来说，从一开始父进程与子进程的地址空间就是不同的。

2.进程的结束

    (1)正常退出(自愿,用户点击交互式页面的叉号,或程序执行完毕调用发起系统调用正常退出,在linux中用exit,在windows中用ExitProcess)
    (2)出错退出(自愿,python a.py中a.py不存在)
    (3)严重错误(非自愿,执行非法指令,如引用不存在的内存,可以捕捉异常,try...except...)
    (4)被其他进程杀死(非自愿,如右键结束进程

三.在python程序中的进程操作
    multiprocess不是一个模块而是python中一个操作、管理进程的包。 之所以叫multi是取自multiple的多功能的意思,在这个包中几
    乎包含了和进程有关的所有子模块。由于提供的子模块非常多，为了方便大家归类记忆，
    我将这部分大致分为四个部分：创建进程部分，进程同步部分，进程池部分，进程之间数据共享。

multiprocess.process
1.process模块介绍: 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.
  Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])，由该类实例化得到的对象，表示一个子进程中的任务（尚未启动）
    强调：
    (1). 需要使用关键字的方式来指定参数
    (2). args指定传给target函数的位置参数，是一个元组形式，必须有逗号
    参数介绍：
    (1) group参数未使用，值始终为None
    (2)target表示调用对象，即子进程要执行的任务
    (3) args表示调用对象的位置参数元组，args=(1,2,‘egon‘,)
    (4) kwargs表示调用对象的字典,kwargs={‘name‘:‘egon‘,‘age‘:18}
    (5) name为子进程的名称
    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
在windows中使用process模块的注意事项:
    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。

四.创建进程
(一).创建一个进程  并给子进程传参

import os
import time
from multiprocessing import Process
def func(num):    #形参num

    print("in func",num,os.getpid(),os.getppid())      #4  in func 1 4376 3180     #6 in func 2 20072 3180
    print(__name__)                                 #5 __mp_main__                  #7 __mp_main__
if __name__=="__main__":

    print("in main",os.getpid(),os.getppid())      #1   in main 20208 20572
    p=Process(target=func,args=(1,))      #关键字传参
    p.start()
    p1=Process(target=func,args=(2,))    #用args,必须是元组形式( , )
    p1.start()
    print(__name__)                                #2  __main__
    print("主进程结束")                           #3 主进程结束

原理:

if __name__ == ‘__main__‘:
    使用python都是调用操作系统的命令来启动进程
    同样使用python 不同的操作系统的操作是不同的
    对于windows来说 必要加if __name__ == ‘__main__‘:
    对于linux ios来说 不必要加if __name__ == ‘__main__‘:

　(二).其他方法和属性

1.开启多个子进程

import os
from multiprocessing import Process     #Process 是一个类
def func(num):     #形参num
    print("in func",num,os.getpid(),os.getppid())
    print(__name__)   # __mp_main__
if __name__=="__main__":
    print("in main",os.getpid(),os.getppid())
    for i in range(10):
        p=Process(target=func,args=(i,))  # 关键字传参  必须是元组形式,用逗号隔开.
        p.start()          #向操作系统提交开启一个子进程的申请
    print("主进程结束")

2.join 方法

import os
import time
from multiprocessing import Process
def func(num):
    time.sleep(1)
    print("in func",num,os.getpid(),os.getppid())

if __name__=="__main__":
    print("in main",os.getpid(),os.getppid())
    p=Process(target=func,args=(1,))
    p.start()    #不是运行一个程序,而是调用操作系统的命令,要创建子进程
    p.join()     #阻塞直到p这个子进程执行完毕之后再继续执行后面的代码
    print(‘主进程的代码结束‘)

3.一批任务用join

import os
import time
from multiprocessing import Process
def func(num):
    print("in func",num,os.getpid(),os.getppid())

if __name__=="__main__":
    print("in main",os.getpid(),os.getppid())
    p_l = []
    for i  in range(10):
        p=Process(target=func,args=(i,))
        p.start()
        p_l.append(p)
    print(p_l)
    for p in p_l:
        p.join()
    print("主进程代码结束")

4.is_alive  terminate

import os
import time
from multiprocessing import Process
def func(num):
    print("in func",num,os.getpid(),os.getppid())


if __name__=="__main__":
    print("in main",os.getpid(),os.getppid())
    p=Process(target=func,args=(1,))
    p.start()
    print(p.is_alive())   # True 检测进程是否在执行任务
    p.join()    #   阻塞  等子进程结束后再执行后面的代码
    print(p.is_alive())      #False    子进程任务已经结束
    p.terminate()    #强制结束子进程    非阻塞
    print(p.is_alive())

5.用面向对象的方式开启子进程

import os
from multiprocessing import Process
class MyProcess(Process):
    def __init__(self,num):
        super().__init__()
        self.num=num
    def run (self):
        print("in run",self.num,os.getpid(),os.getppid())


if __name__=="__main__":
    print("in main",os.getpid(),os.getppid())
    p=MyProcess(1)
    p.start()