Python网络编程（子进程的创建与处理、简单群聊工具）

前言：

昨天我们已经了解了多进程的原理以及它的实际使用

Unix/Linux操作系统提供了一个fork()系统调用，它非常特殊。普通的函数调用，调用一次，返回一次，

但是fork()调用一次，返回两次，因为操作系统自动把当前进程（称为父进程）复制了一份（称为子进程），然后，分别在父进程和子进程内返回。

子进程永远返回0，而父进程返回子进程的ID。这样做的理由是，一个父进程可以fork出很多子进程，所以，

父进程要记下每个子进程的ID，而子进程只需要调用getppid()就可以拿到父进程的ID。

Python的os模块封装了常见的系统调用，其中就包括fork，可以在Python程序中轻松创建子进程

既然是进程那么就会有运行和退出

接下来我们就来了解一下进程的退出以及处理

 

孤儿进程：

    当父进程优先于子进程退出，此时子进程就会成为孤儿进程

    特征：

         孤儿进程会被系统指定进程收养，即系统进程会成为

 这个孤儿进程新的父进程，系统进程会自动处理进程退出状态

 

僵尸进程：

    当子进程优先于父进程退出，父进程没有处理子进程的退出状态

    此时子进程就会成为僵尸进程

    僵尸进程会滞留部分PCB信息在内存中，大量的僵尸进程会消耗系统给的内存资源，

    所以要尽量避免僵尸进程的产生

 

如何避免僵尸进程的产生：

    1.父进程先退出

    2.父进程处理子进程状态

 

    PID，status = os.wait

      功能：

         在父进程中阻塞等待处理子进程的退出

      返回值：

           pid ：退出的那个子进程的PID号

   status ：子进程的退出状态

      获取原来的退出状态：

             wait（status）

      pid，status = os.waitpid（pid，option）

          功能：在父进程阻塞等待处理子进程的退出

          参数 ：

                    pid   -1 表示等待任意子进程退出 

                            >0 表示等待对应PID号的子进程退出 option 

                               0 表示阻塞等待 WNOHANG 表示非阻塞 

          返回值：pid 

                        退出的那个子进程的PID号 status 子进程的退出状态 

 

 

创建二级子进程

• 父进程创建子进程等待进程退出
• 子进程创建下一个进程，然后立即退出
• 二级子进程成为孤儿进程  处理具体工作

 

 

multiprocessing  模块创建进程

  1.需要将要做的事情封装为函数

  2.使用multiprocessing提供的process 创建进程对象

  3.通过进程对象和process初始化进程进行进程的设置，绑定函数

  4.启动进程，会自动执行绑定的函数

  5.完成进程的回收

 

创建进程对象：

   process（）

     功能：

       创建进程对象

     参数：

       target：函数对象

       name 给进程新名称（）

       args：元组 用来给target函数位置传参

       kwargs：字典 用来给target函数键值传参

   p.start（）

     功能：

       启动进程，自动运行terget绑定函数，

       此时进程被创建

   p.join（[timeout]）

     功能：

       等待阻塞子进程退出

     参数：超时检测

     如果不使用join回收可能后产生僵尸进程

 

• 使用multiprocessing创建进程子进程同样复制父进程的全部内存空间
• 之后有自己的独立空间 执行上互不干扰 子进程也有自己的PID特有资源等
• 使用multiprocessing创建子进程，一般父进程功能就是创建子进程
• 回收子进程，返回事件交给子进程完成

 

 

 

 

 

 

简单群聊：

 

功能：

  类似QQ群聊

  1.进入聊天室需要输入姓名 姓名不能重复

  2.有人进入聊天室会向其他人发起通知  xxx进入聊天室

  3.如果一个人发消息则其他人都能收到  xxx说：...

  4.如果某个人退出聊天室也会收到通知  xxx退出聊天室

  5.服务端可以喊话：此时群里所有的都能收到服务端消息  管理员说：...

 

 

服务器端：

from socket import *
import os, sys

# 发送管理员消息
def do_child(s, addr):
    while True:
        msg = input("管理员消息:")
        msg = "C 管理员 " + msg
        s.sendto(msg.encode(), addr)

# 用户登录
def do_login(s, user, name, addr):
    if (name in user) or name == "管理员":
        s.sendto("该用户已存在".encode(), addr)
        return
    s.sendto(b'OK', addr)
    # 通知所有人
    msg = "\n欢迎 %s 进入聊天室" % name
    for i in user:
        s.sendto(msg.encode(), user[i])
    # 插入user
    user[name] = addr

def do_chat(s, user, name, data):
    msg = "\n{} 说: {}".format(name, data)
    for i in user:
        if i != name:
            s.sendto(msg.encode(), user[i])

def do_quit(s, user, name):
    msg = "\n%s 离开了聊天室" % name
    for i in user:
        if i == name:
            s.sendto(b'EXIT', user[i])
        else:
            s.sendto(msg.encode(), user[i])
    del user[name]  # 删除离开的用户

# 接收客户端请求并处理
def do_parent(s):
    # 用于存储用户 {'Alex':('127.0.0.1',8888)}
    user = {}
    while True:
        msg, addr = s.recvfrom(1024)
        msgList = msg.decode().split(' ')
        if msgList[0] == 'L':
            do_login(s, user, msgList[1], addr)
        elif msgList[0] == 'C':
            # "C Levi [I miss you]"
            data = ' '.join(msgList[2:])
            do_chat(s, user, msgList[1], data)
        elif msgList[0] == 'Q':
            do_quit(s, user, msgList[1])

# 创建套接字，网络连接，创建父子进程
def main():
    # server address
    ADDR = ('0.0.0.0', 8888)
    # 创建套接字
    s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    s.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
    s.bind(ADDR)

    # 创建父子进程
    pid = os.fork()
    if pid < 0:
        sys.exit("创建进程失败")
    elif pid == 0:
        do_child(s, ADDR)
    else:
        do_parent(s)

if __name__ == "__main__":
    main()

客户端：

from socket import *
import sys, os

def login(s, ADDR):
    while True:
        name = input("请输入用户名:")
        msg = "L " + name
        s.sendto(msg.encode(), ADDR)
        # 接收登录结果
        data, addr = s.recvfrom(1024)
        if data.decode() == 'OK':
            print("@进入聊天室@")
            return name
        else:
            print(data.decode())

# 发送消息
def do_child(s, name, addr):
    while True:
        text = input("发言(quit退出):")
        # 退出
        if text.strip() == "quit":
            msg = "Q " + name
            s.sendto(msg.encode(), addr)
            sys.exit("退出聊天室")

        msg = "C %s %s" % (name, text)
        s.sendto(msg.encode(), addr)

# 接收消息
def do_parent(s):
    while True:
        msg, addr = s.recvfrom(1024)
        if msg.decode() == 'EXIT':
            sys.exit(0)
        print(msg.decode() + "\n发言(quit退出):",end="")

# main控制套接字的创建
def main():
    if len(sys.argv) < 3:
        print("argv is error")
        return
    HOST = sys.argv[1]
    PORT = int(sys.argv[2])
    ADDR = (HOST, PORT)

    s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

    name = login(s, ADDR)
    if name:
        pid = os.fork()
        if pid < 0:
            sys.exit("创建子进程失败")
        elif pid == 0:
            do_child(s, name, ADDR)
        else:
            do_parent(s)
    else:
        return

if __name__ == "__main__":
    main()