Python--10、进程知识补充

守护进程

基于进程启动的子进程，会和主进程一起结束。主进程结束的依据是程序的代码执行完毕。

#创建守护进程
p=Process(task)
p.daemon = True
p.start()

子进程需要和主进程同时结束时，把子进程设置为守护进程。主进程挂了以后子进程就没有存在意义时一定要用守护进程。(如果该任务的执行周期与主进程的执行周期是一致的，那必须把子进程设置为守护进程）\

开子进程的目的，并发执行任务\

主进程执行完毕，不会立马死掉，要等所有的非守护的子进程都死掉，主才会死掉。主运行完最后一行代码就会执行完毕。
守护进程会在主进程执行完毕后才会死。
守护进程不允许开子进程。\

进程同步

进程之间数据不共享,但是共享同一套文件系统,所以访问同一个文件,或同一个打印终端,是没有问题的， 竞争带来的结果就是错乱，如何控制，就是加锁处理。多个进程同时操作一个文件，容易出现资源抢占和数据混乱。

互斥锁

mutilprocess 的 Lock方法。\
lock.acquire()
lock.release()

#上下文管理协议，with。
#with lock:
只能acquire一次，
互斥锁与join的区别，join把整体变成串行了，互斥锁知识把局部变成串行的。

#抢占一个输出终端的问题
#由并发变成了串行,牺牲了运行效率,但避免了竞争
from multiprocessing import Process,Lock
import os,time
def work(lock):
    lock.acquire()
    print('%s is running' %os.getpid())
    time.sleep(2)
    print('%s is done' %os.getpid())
    lock.release()
if __name__ == '__main__':
    lock=Lock()
    for i in range(3):
        p=Process(target=work,args=(lock,))
        p.start()

#模拟同时往一个数据源写入数据
#文件db的内容为：{"count":1}
#注意一定要用双引号，不然json无法识别
from multiprocessing import Process,Lock
import time,json,random
def search():
    dic=json.load(open('db.txt'))
    print('\033[43m剩余票数%s\033[0m' %dic['count'])

def get():
    dic=json.load(open('db.txt'))
    time.sleep(0.1) #模拟读数据的网络延迟
    if dic['count'] >0:
        dic['count']-=1
        time.sleep(0.2) #模拟写数据的网络延迟
        json.dump(dic,open('db.txt','w'))
        print('\033[43m购票成功\033[0m')

def task(lock):
    search()
    lock.acquire()
    get()
    lock.release()
if __name__ == '__main__':
    lock=Lock()
    for i in range(100): #模拟并发100个客户端抢票
        p=Process(target=task,args=(lock,))
        p.start()

加锁可以保证多个进程修改同一块数据时，同一时间只能有一个任务可以进行修改，即串行的修改，没错，速度是慢了，但牺牲了速度却保证了数据安全。
虽然可以用文件共享数据实现进程间通信，但问题是：

1. 效率低（共享数据基于文件，而文件是硬盘上的数据）
2. 需要自己加锁处理

能够兼顾：1、效率高（多个进程共享一块内存的数据）
2、帮我们处理好锁问题。这就是mutiprocessing模块为我们提供的基于消息的IPC通信机制：队列和管道。

1. 队列和管道都是将数据存放于内存中
2. 队列又是基于（管道+锁）实现的，可以让我们从复杂的锁问题中解脱出来， 我们应该尽量避免使用共享数据，尽可能使用消息传递和队列，避免处理复杂的同步和锁问题，而且在进程数目增多时，往往可以获得更好的可获展性。

IPC机制

数据存放于内存、高效率、处理好了锁）
mutilprocess模块，两种实现手段，

• 管道，
• 队列（基于管道+锁实现的，先进先出）\

队列

用于生成数据的一端把生成的数据或指令放到队列中，使用该数据来操作的另一端从队列中拿走数据，并执行相应操作。

队列是：先进先出，即先放进来的数据会被先拿出去。

Queue([maxsize]):创建共享的进程队列，Queue是多进程安全的队列，可以使用Queue实现多进程之间的数据传递。 \
maxsize: 队列中允许的最大项数。默认无限制
put方法用以插入数据到队列中，put方法还有两个可选参数：blocked和timeout。
如果blocked为True（默认值），并且timeout为正值，该方法会阻塞timeout指定的时间，直到该队列有剩余的空间。如果超时，会抛出Queue.Full异常。如果blocked为False，但该Queue已满，会立即抛出Queue.Full异常。
get方法可以从队列读取并且删除一个元素。同样，get方法有两个可选参数：blocked和timeout。
如果blocked为True（默认值），并且timeout为正值，那么在等待时间内没有取到任何元素，会抛出Queue.Empty异常。如果blocked为False，有两种情况存在，如果Queue有一个值可用，则立即返回该值，否则，如果队列为空，则立即抛出Queue.Empty异常.
get_nowait():同q.get(False)
put_nowait():同q.put(False)
#下面几个没啥用：
empty():调用此方法时q为空则返回True，该结果不可靠，比如在返回True的过程中，如果队列中又加入了项目。
full()：调用此方法时q已满则返回True，该结果不可靠，比如在返回True的过程中，如果队列中的项目被取走。
qsize():返回队列中目前项目的正确数量，结果也不可靠，理由同q.empty()和q.full()一样
cancel_join_thread():不会在进程退出时自动连接后台线程。可以防止join_thread()方法阻塞
close():关闭队列，防止队列中加入更多数据。调用此方法，后台线程将继续写入那些已经入队列但尚未写入的数据，但将在此方法完成时马上关闭。如果q被垃圾收集，将调用此方法。关闭队列不会在队列使用者中产生任何类型的数据结束信号或异常。例如，如果某个使用者正在被阻塞在get()操作上，关闭生产者中的队列不会导致get()方法返回错误。
join_thread()：连接队列的后台线程。此方法用于在调用q.close()方法之后，等待所有队列项被消耗。默认情况下，此方法由不是q的原始创建者的所有进程调用。调用q.cancel_join_thread方法可以禁止这种行为

 

管道

#创建管道的类：
Pipe([duplex]):在进程之间创建一条管道，并返回元组（conn1,conn2）,其中conn1，conn2表示管道两端的连接对象，强调一点：必须在产生Process对象之前产生管道
#参数介绍：
dumplex:默认管道是全双工的，如果将duplex射成False，conn1只能用于接收，conn2只能用于发送。
#主要方法：
conn1.recv():接收conn2.send(obj)发送的对象。如果没有消息可接收，recv方法会一直阻塞。如果连接的另外一端已经关闭，那么recv方法会抛出EOFError。
conn1.send(obj):通过连接发送对象。obj是与序列化兼容的任意对象
#其他方法：
conn1.close():关闭连接。如果conn1被垃圾回收，将自动调用此方法 conn1.fileno():返回连接使用的整数文件描述符
conn1.poll([timeout]):如果连接上的数据可用，返回True。timeout指定等待的最长时限。如果省略此参数，方法将立即返回结果。如果将timeout射成None，操作将无限期地等待数据到达。

conn1.recv_bytes([maxlength]):接收c.send_bytes()方法发送的一条完整的字节消息。maxlength指定要接收的最大字节数。如果进入的消息，超过了这个最大值，将引发IOError异常，并且在连接上无法进行进一步读取。如果连接的另外一端已经关闭，再也不存在任何数据，将引发EOFError异常。
conn.send_bytes(buffer [, offset [, size]])：通过连接发送字节数据缓冲区，buffer是支持缓冲区接口的任意对象，offset是缓冲区中的字节偏移量，而size是要发送字节数。结果数据以单条消息的形式发出，然后调用c.recv_bytes()函数进行接收

conn1.recv_bytes_into(buffer [, offset]):接收一条完整的字节消息，并把它保存在buffer对象中，该对象支持可写入的缓冲区接口（即bytearray对象或类似的对象）。offset指定缓冲区中放置消息处的字节位移。返回值是收到的字节数。如果消息长度大于可用的缓冲区空间，将引发BufferTooShort异常。

实现进程间通信，与队列类似，但是需要加锁

注意：生产者和消费者都没有使用管道的某个端点，就应该将其关闭，如在生产者中关闭管道的右端，则在消费者中关闭管道的左端。

共享数据

multiprocess模块的manager方法
提供一个共享内存，不提供锁机制，也不提供封装的操作方法。只能通过加锁的方式解决。

回调机制（★）

进程池中任何一个任务一旦处理完了，就立即告知主进程：我完成了，你可以处理我的结果了。主进程则调用一个函数去处理该结果，该函数即回调函数。

我们可以把耗时间（阻塞）的任务放到进程池中，然后指定回调函数（主进程负责执行），这样主进程在执行回调函数时就省去了I/O的过程，直接拿到的是任务的结果。

用于处理回调后数据的只能单进程进行。

例如爬虫，在爬取完毕后就使用回调，回调后使用一个方法去进行解析，解析这个进程是单进程，但是最耗时的点在爬去这里，所以回调后，使用单进程处理足够。