day38 并发编程(理论)

一、操作系统发展史
二、多道技术
三、进程理论
四、开启进程的两种方式
- join方法
- 进程之间的数据相互隔离

一、操作系统发展史

参考博客即可:https://www.cnblogs.com/Dominic-Ji/articles/10929381.html

二、多道技术

1 单核实现并发的效果

并发

看起来像是同时运行的可以称之为并发
并行

真正意义上的同时执行

总结：

并行肯定是并发
单核的计算机不能实现并行，但是可以实现并发

补充：我们直接假设单核就是一个核，干活的就一个人，不要考虑cpu里面的内核数

2 多道技术图解

3 多道技术重点

空间上的复用
- 多个程序共用一套计算机硬件
时间上的复用
- 只需要做时间长的那个，可以节省切换时间
- 保存状态，用户态和内核态的切换
  
  切换+保存状态

切换(CPU)分为两种情况
	1.当一个程序遇到IO操作的时候，操作系统会剥夺该程序的CPU执行权限
		作用:提高了CPU的利用率 并且也不影响程序的执行效率
        原因：在io延迟的时候程序对cup没有任何执行的空间，所以剥夺了也不会影响程序运行
	2.当一个程序长时间占用CPU的时候，操作吸引也会剥夺该程序的CPU执行权限
		弊端:降低了程序的执行效率(原本时间+切换时间)

三、进程理论

1 必备知识点

'''
程序和进程的区别
程序是一堆躺在硬盘上的代码，是‘死’的
进程则是表示正在执行的过程，是‘活’的
'''

2 进程调度

先来先服务调度算法
- 对执行时间长的作业有利，对短作业无益。
- 因为一个长作业先到的话，后面一个短作业就得等长作业执行完毕才能把cup空间空给短作业
短作业优先算法
- 对短作业优先
- 如果一个长作业正在运行，来了一个短作业，这时候会先暂停长作业，把短作业运行完毕后回到长作业继续执行
时间片轮转法+多级反馈队列
- 不管长作业还是短作业都先放到一个队列中，统一执行一个规定的单位时间
- 如果没在规定时间执行完，会掉入第二优先级队列，再执行一个较长的单位时间
- 此时来了一个作业会直接暂停第二梯队去执行第一梯队的工作
- 总结：活用了切换和保存状态，优化了不同大小作业的执行效率

3 进程的三状态

　在了解其他概念之前，我们首先要了解进程的几个状态。在程序运行的过程中，由于被操作系统的调度算法控制，程序会进入几个状态：就绪，运行和阻塞。

　　（1）就绪(Ready)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。

　　（2）执行/运行（Running）

状态当进程已获得处理机，其程序正在处理机上执行，此时的进程状态称为执行状态。

　　（3）阻塞(Blocked)状态

正在执行的进程，由于等待某个事件发生而无法执行时，便放弃处理机而处于阻塞状态。引起进程阻塞的事件可有多种，例如，等待I/O完成、申请缓冲区不能满足、等待信件(信号)等。

4 两对重要概念

描述的是任务提交的方式

同步
- 解释：任务提交之后，在原地等待任务的返回结果，等待的过程中不去做任何事情，看上去像是程序卡住了
异步
- 解释：任务提交之后，不等待任务的返回结果，直接去做别的事情
- 任务的返回结果会有一个异步回调机制自动处理

就像要把一份作业交给老师批改，小红交给老师了，站在原地等老师批改完，小红的行为叫做同步。而小李交给老师后就跑去完了，这种行为叫做异步。

描述的是程序运行的状态

阻塞（阻塞态）
- 是我们程序运行基本都会遇到的状态，等待io操作
非阻塞（就绪态，运行态）
- 是我们程序运行的理想状态，只在就绪态和运行态之间切换，减少io延迟

四、开启进程的两种方式

# 方式一
from multiprocessing import Process
import time
def task(name):
    print(f'{name} is running')
    time.sleep(3)
    print(f'{name} is over')
if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=task, args=('hz',))
    p.start()
    print('^(*￣(oo)￣)^')
# 方式二 类的继承
from multiprocessing import Process
import time
class MyProcess(Process):
    def run(self):
        print('hell 1')
        time.sleep(3)
        print('hello 2')
if __name__ == '__main__':
    p = MyProcess()
    p.start()
    print('^(*￣(oo)￣)^')

总结

"""
创建进程就是在内存中申请一块内存空间将需要运行的代码丢进去
一个进程对应在内存中就是一块独立的内存空间
多个进程对应在内存中就是多块独立的内存空间
进程与进程之间数据默认情况下是无法直接交互,如果想交互可以借助于第三方工具、模块
"""

join方法

join是让主进程等待子进程代码运行结束之后，再继续运行。不影响其他子进程的执行

具体使用：在进程开始后，进程对象.join（）

进程之间的数据相互隔离

from multiprocessing import Process
import time
a = 100
def task(name):
    print(f'{name} is running')
    time.sleep(3)
    global a
    a = 101
    print(a)
    print(f'{name} is over')
if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=task, args=('hz',))
    p.start()
    print(a)
    p.join()
    print('^(*￣(oo)￣)^')
'''