1、并行与并发
什么是并行?
并行指的是多个进程同时被执行,是真正意义上的同时
什么是并发?
并发指的是多个程序看上去被同时执行,这是因为cpu在多个程序之间不停的进行切换,且切换的速度十分快,让我们觉得自己在共享这段时间,所以不是真正意义上的同时
2、阻塞与非阻塞
阻塞:
当程序在执行过程中遇到了IO操作,此时进入阻塞状态
非阻塞:
当程序正常执行代码而没有遇到IO操作时,此时就是非阻塞状态
3、程序执行的三种状态
在程序执行过程中,程序不是一直在执行的,那么程序在什么时候进行切换呢?
CPU切换一般分为两种情况:
-
程序需要进行IO操作,程序进入阻塞状态,CPU切换执行其他程序
-
程序执行时间过长,其时间片消耗完,CPU 切换执行其他程序
程序在执行过程中是在三种状态之间不停的进行切换
这三种状态分别是:执行态、就绪态、阻塞态
程序在被CPU执行时,进入执行态,当程序进行IO操作时,CPU切换执行其他程序,此时程序进入阻塞态,当程序的IO操作完成后,CPU不会立马执行这个程序,而是程序进入就绪态,等待CPU的执行;当然CPU还有另一种切换的情况既程序执行时间过长,此时程序没有进入阻塞态,而是直接进入就绪态,等待被CPU 执行
4、开启进程的方法
进程的开启与关闭时由操作系统进行的,那么我们如何开启进程呢?
我们在开启进程时,实际上不是在开启进程,而是给系统发起一个指令,操作系统再根据我们的指令开启进程,所以有时我们在开启进程的过程中会发现,虽然发起了进程开启的指令,但是还是会一小段时间后才能开启成功
开启进程的两种方式:
直接将子进程执行的代码作为参数传入开启的子进程
from multiprocessing import Processdef test(name): print("子进程开启") print(name) print("子进程结束")if __name__ == "__main__": print("父进程开启") print(os.getpid()) p = Process(target=test,args=("lee",)) p.start() print("父进程结束") # 执行结果# 父进程开启# 13254# 父进程结束# 子进程开启# lee# 子进程结束
这种方式将需要执行的代码直接作为参数传递给子进程,除此之外,还有另一种方法可以将需要子进程执行的代码传递给子进程,那就是利用Process类将需要执行的代码直接写入到自己写的Process的子类中
在上面的代码中可以看到Process是一个类,那么我们就可以直接继承自Process类,重写其run方法就可以使子进程执行相应的程序
继承Process方法重写其run方法开启子进程
from multiprocessing import Processclass MyProcess(Process): def __init__(self, name): super().__init__() self.name = name def run(self): print("子进程开启") print(self.name) print("子进程结束")if __name__ == "__main__": print("父进程开启") p = MyProcess(name="rose") p.start() print("父进程结束") # 执行结果#父进程开启# 父进程结束# 子进程开启# rose# 子进程结束
5、在Windows及liunx中使用开启多进程的不同之处
在使用子进程执行程序时,子进程会首先copy父进程的部分数据,然后再将父进程的代码导入到子进程中,此时如果不将父进程放入if __name__ == __main__中
就会出现递归导入,导致程序报错
但是在Linux中,开启的子进程会完全复制父进程的代码及记录运行状态,然后再进行执行,所以不会形成递归调用
当我们将程序交给子进程进行运行时,此时父进程与子进程之间的数据就是完全独立的两份,父进程的执行不会影响子进程中的变量,子进程的运行也不会影响父进程的变量
6、join方法
在使用父进程开启了子进程后,如果父进程的执行需要等到子进程的执行结果,那么就需要让父进程等待子进程的执行,但是当父进程执行较快时,子进程的执行还没有完成,父进程就会结束,此时需要让父进程等待子进程的执行,此时就需要使用join方法,join的作用就是提高子进程的优先级,使其执行完毕后才执行父进程
from multiprocessing import Process def run(name): print("子进程开启") print(name) print("子进程结束")if __name__ == "__main__": print("父进程开启") p = Process(target=run,args=("lee",)) p.start() p.join() print("父进程结束") # 运行结果# 父进程开始# 子进程开始# lee# 子进程结束# 父进程结束
7、多进程中的其它方法
name
:进程的名字,在实例化进程对象时可以进行制定,如果不指定显示的是Process-编号的形式
is_alive()
:判断子进程是否仍存活
terminate()
:直接将子进程结束(杀死子进程)
pid
:显示子进程的进程编号
8、pid与ppid
pid
:进程编号,指的是当前进程的进程号
ppid
9、僵尸进程与孤儿进程
僵尸进程:
当子进程执行结束而父进程还没有结束时,系统会将子进程的资源进行回收,但是由于父进程需要查询子进程的进程号等信息,所以不会将子进程的进程描述符清除,此时如果父进程不使用wait()或waitpid()查询子进程,那么子进程会一直存在,产生僵尸进程,如果僵尸进程过多,那么就会占用系统的pid号,影响其他程序使用,不过在python中会对僵尸进程进行处理,不需要我们手动进行处理
当父进程已经结束,而子进程还没有结束时,这时候子进程就称之为孤儿进程,孤儿进程会交给系统进行处理,孤儿进程没有危害