Python進(jìn)程

接下來我主要按照下圖中思維導(dǎo)圖上的關(guān)鍵點(diǎn)對進(jìn)程和線程進(jìn)行一個(gè)總結(jié)

進(jìn)程知識點(diǎn)總結(jié)：

一、Python進(jìn)程

1.概念

程序和進(jìn)程：

程序：是可執(zhí)行文件，是靜態(tài)的，占據(jù)磁盤空間，程序運(yùn)行的時(shí)候會產(chǎn)生進(jìn)程。

進(jìn)程：進(jìn)程是一個(gè)動態(tài)的過程，占有計(jì)算機(jī)資源，有一定的生命周期。

并行和并發(fā)：

并行：多個(gè)任務(wù)利用計(jì)算機(jī)多核資源在同時(shí)執(zhí)行，此時(shí)多個(gè)任務(wù)為并行關(guān)系。

并發(fā)：計(jì)算機(jī)在同時(shí)處理多個(gè)問題的時(shí)候，內(nèi)核在不同的任務(wù)之間不斷的切換達(dá)到好像多個(gè)任務(wù)被同時(shí)執(zhí)行的結(jié)果，實(shí)際上每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)任務(wù)占據(jù)內(nèi)核。

CPU時(shí)間片：

CPU時(shí)間片：如果一個(gè)進(jìn)程占有CPU此時(shí)我們稱該進(jìn)程占有CPU時(shí)間片，多個(gè)進(jìn)程任務(wù)會輪流占有CPU時(shí)間片形成并發(fā)效果。

進(jìn)程控制塊（PCB）：

進(jìn)程控制塊：進(jìn)程創(chuàng)建后會自動在內(nèi)存開辟一塊空間存放進(jìn)程的基本信息。

僵尸進(jìn)程和孤兒進(jìn)程：

孤兒進(jìn)程：父進(jìn)程先于子進(jìn)程退出，此時(shí)子進(jìn)程就會成為孤兒進(jìn)程。孤兒進(jìn)程會被系統(tǒng)進(jìn)程收養(yǎng)，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)程就會成為該進(jìn)程的新父進(jìn)程。

僵尸進(jìn)程：子進(jìn)程先于父進(jìn)程退出，父進(jìn)程沒有處理子進(jìn)程的退出狀態(tài)，此時(shí)子進(jìn)程就會成為僵尸進(jìn)程。僵尸進(jìn)程結(jié)束時(shí)會存留部分的PCB在內(nèi)存中，大量的僵尸進(jìn)程會浪費(fèi)系統(tǒng)的資源。

那么如何避免僵尸進(jìn)程？

1、阻塞父進(jìn)程，等待子進(jìn)程退出的時(shí)候父進(jìn)程可以及時(shí)處理子進(jìn)程的退出狀態(tài)

2、新建一個(gè)二級子進(jìn)程，二級子進(jìn)程的父進(jìn)程及時(shí)退出，這時(shí)候二級子進(jìn)程就會成為孤兒進(jìn)程，孤兒進(jìn)程會被系統(tǒng)進(jìn)程收養(yǎng)，同時(shí)孤兒進(jìn)程永遠(yuǎn)不會成為僵尸進(jìn)程。

2.進(jìn)程屬性

p.name # 進(jìn)程名稱

p.pid #進(jìn)程PID（Process ID）

p.daemon #默認(rèn)值為False 表示主進(jìn)程退出不會影響子進(jìn)程

　　　　　　如果設(shè)置為True 則主進(jìn)程退出子進(jìn)程也會退出

p.is_alive() # 查看進(jìn)程是否在生命周期

3.進(jìn)程方法

3.1、獲取當(dāng)前進(jìn)程的PID

os.getpid()

3.2、獲取父進(jìn)程的PID

os.getppid()

4.進(jìn)程的創(chuàng)建和關(guān)閉

進(jìn)程的關(guān)閉：

'''
進(jìn)程退出
功能 ： 退出一個(gè)進(jìn)程
參數(shù) ： 表示自定義的進(jìn)程退出狀態(tài)  整數(shù)
'''
os._exit(status)

'''
功能 ： 退出一個(gè)進(jìn)程
參數(shù) ： 默認(rèn)為0
        如果傳入一個(gè)整數(shù)則同 _exit()
傳入一個(gè)字符串。則在對出時(shí)打印該字符串
'''
sys.exit([status])

1、使用os.fork()創(chuàng)建進(jìn)程

注意：

1、子進(jìn)程會復(fù)制父進(jìn)程的全部代碼和內(nèi)存空間（父子的內(nèi)存空間是相互獨(dú)立的）

2、子進(jìn)程從fork的下一句開始執(zhí)行

3、if elif else 結(jié)構(gòu)判斷fork返回值的不同使得父子進(jìn)程執(zhí)行不同幾乎是固定搭配

4、父子進(jìn)程各自獨(dú)立運(yùn)行，運(yùn)行順序不一定

import os
from time import sleep

'''
功能：創(chuàng)建進(jìn)程
參數(shù)：無
返回值：失敗返回一個(gè)負(fù)數(shù)
        成功：在原進(jìn)程中返回新進(jìn)程的PID，在新進(jìn)程中返回0
'''
pid =os.fork()

if pid<0:
    print("Create process error")
elif pid ==0:
    sleep(1)
    print("Child PID",os.getpid())
    print("Get parent PID",os.getppid())
else:
    print("Parent PID",os.getpid())
    print("Get child PID",pid)

2、使用multiprocessing模塊創(chuàng)建進(jìn)程

from multiprocessing import Process

# 編寫進(jìn)程函數(shù)
def fun():
    print("子進(jìn)程事件")

# 創(chuàng)建進(jìn)程對象
p = Process(target = fun)

# 啟動進(jìn)程
p.start()

# 回收進(jìn)程  父進(jìn)程阻塞等待回收子進(jìn)程　想當(dāng)os.wait()
p.join()

5.進(jìn)程之間的通信（常用的為消息隊(duì)列和套接字）

進(jìn)程空間相對獨(dú)立，所以說不同的進(jìn)城之間需要專門的方法進(jìn)行通信。常用的通信方法有如下幾種：管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、信號量、套接字

5.1、通信管道（Pipe）

通信原理：在內(nèi)存中開辟管道空間，生成管道操作對象，多個(gè)進(jìn)程使用同一管道對象進(jìn)行讀寫即可實(shí)現(xiàn)通信。

from multiprocessing import Process,Pipe
import os,time

# 創(chuàng)建管道對象
'''
功能 ： 創(chuàng)建管道
參數(shù) ： 默認(rèn)表示雙向管道
        如果設(shè)置為False 則為單向管道

返回值 ： 表示管道兩端的讀寫對象
          如果是雙向管道則兩端都可以讀寫
          如果是單向管道則fd1只讀  fd2只寫
'''
fd1,fd2 = Pipe()

'''
fd1.send
功能：向管道寫入內(nèi)容
參數(shù)：要寫入的數(shù)據(jù)

* 可以寫入python的數(shù)據(jù)類型
'''
def fun(name):
    time.sleep(3)
    fd1.send(name)

jobs = []
for i in range(5):
    p = Process(target = fun,args=(i,))
    jobs.append(p)
    p.start()

for i in range(5):
    '''
    功能 ： 從管道讀取內(nèi)容
    返回值：讀到的內(nèi)容
    *當(dāng)管道為空則阻塞
    '''
    data =fd2.recv()
    print(data)

for i in jobs:
    i.join()

5.2、消息隊(duì)列

原路：在內(nèi)存中建立隊(duì)列模型，進(jìn)程通過隊(duì)列對象將消息存入隊(duì)列，或者從隊(duì)列中取出消息，完成進(jìn)程間的通信。

from multiprocessing import Queue
from time import sleep
# 創(chuàng)建消息隊(duì)列
'''
功能： 創(chuàng)建隊(duì)列對象
參數(shù)： 表示隊(duì)列中最多存放多少個(gè)消息
返回值 ： 隊(duì)列對象
'''
q =Queue(3)
'''
q.put(data,[block,timeout])
功能 ： 向隊(duì)列存入消息
參數(shù) ： data 要存入的內(nèi)容 python數(shù)據(jù)
        block 默認(rèn)隊(duì)列滿時(shí)會阻塞，設(shè)置為False則為非阻塞
        timeout  超時(shí)檢測 
'''
q.put(1)
sleep(1)
print(q.empty())
q.put(2)
q.put(3)
print(q.full())

'''
q.get([block,timeout])
功能 ： 從隊(duì)列獲取消息
參數(shù) ： block 默認(rèn)當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)阻塞，設(shè)置為False則為非阻塞
        timeout 超時(shí)檢測
'''
print(q.get())
print(q.qsize())

q.close()

5.3、進(jìn)程間通信之共享內(nèi)存（Value,Array）

通信原理：在內(nèi)存空間開辟一個(gè)區(qū)域，對多個(gè)進(jìn)程可見，進(jìn)程可寫入內(nèi)容或者讀取內(nèi)容，但是每次寫入的內(nèi)容會覆蓋之前的內(nèi)容。

from multiprocessing import Value,Array
'''
功能：開辟共享內(nèi)存空間
參數(shù)：
    ctype 字符串，表示共享內(nèi)存中藥存儲的數(shù)據(jù)類型
          常用類型： int --> 'i'
                    float --> 'f'
                    char(bytes)  --> 'c'
    obj 共享內(nèi)存中放入的初始化數(shù)據(jù)
obj.value 對該屬性的修改和使用即對共享內(nèi)存數(shù)據(jù)的修改和使用
'''
obj = Value(ctype, obj)

''
功能：創(chuàng)建共享內(nèi)存
參數(shù)：
    ctype 要存儲的數(shù)據(jù)類型
    obj 存入一個(gè)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（列表 bytes字符串） 表示共享內(nèi)存中的初始化數(shù)據(jù)

    傳入正整數(shù) 表示在共享內(nèi)存中開辟指定大小的數(shù)據(jù)空間 
返回值：共享內(nèi)存對象
        可以通過遍歷獲取每個(gè)值，支持索引操作
        如果存入的是字符串，可以通過obj.value直接打印整個(gè)字符串
'''
obj = Array(ctype,obj)

5.4、信號量

原理：給定一個(gè)數(shù)量，多個(gè)進(jìn)程均可見。多個(gè)進(jìn)程可以通過方法操作數(shù)量，達(dá)到協(xié)同工作的目的。

'''
功能：創(chuàng)建信號量對象
參數(shù)：信號量的初始值
返回值：信號量對象
'''
from multiprocessing import Semaphore
sem = Semaphore(num)

sem.acquire()  # 將信號量減1 當(dāng)信號量為0會阻塞
sem.release()  # 將信號量加1
sem.get_value()  # 獲取信號量數(shù)量

6.使用進(jìn)程池管理進(jìn)程

產(chǎn)生原因： 如果有大量任務(wù)需要多進(jìn)程完成，則可能要頻繁的創(chuàng)建刪除進(jìn)程，此時(shí)給計(jì)算機(jī)帶來的壓力較大。

原理 ： 創(chuàng)建一定量的進(jìn)程作為進(jìn)程池，用來處理事件。事件處理完畢后不銷毀進(jìn)程，而是繼續(xù)等待處理其他的事件。直到所有待處理事件結(jié)束再統(tǒng)一銷毀進(jìn)程。增加進(jìn)程的重復(fù)利用，降低資源消耗。


使用方法 
1. 創(chuàng)建進(jìn)程池，方式適當(dāng)?shù)倪M(jìn)程
2. 將要做的事件放入進(jìn)程池等待隊(duì)列
3. 不斷取事件使用進(jìn)程池中進(jìn)程執(zhí)行，直到所有事件處理完畢
4. 關(guān)閉進(jìn)程池，回收進(jìn)程

from multiprocessing import Pool 

Pool(processes)
功能 ： 創(chuàng)建進(jìn)程池對象
參數(shù) ： 指定進(jìn)程池中進(jìn)程的數(shù)據(jù)量，默認(rèn)根據(jù)系統(tǒng)自動判定

pool.apply_async(func,args,kwds)
功能：使用進(jìn)程池中的進(jìn)程執(zhí)行相應(yīng)函數(shù)
參數(shù)： func  進(jìn)程事件函數(shù)
       args  元組  給func按位置傳參
       kwds  字典  給func按鍵值傳參
返回值 ： 返回函數(shù)事件對象

pool.apply(func,args,kwds)
功能：使用進(jìn)程池中的進(jìn)程執(zhí)行相應(yīng)函數(shù)
參數(shù)： func  進(jìn)程事件函數(shù)
       args  元組  給func按位置傳參
       kwds  字典  給func按鍵值傳參


pool.close()
功能 ： 關(guān)閉進(jìn)程池，不能再添加新的事件

pool.join()
功能：阻塞等待回收進(jìn)程池進(jìn)程

  
pool.map(func,iter)
功能:將要做的事件加入進(jìn)程池
參數(shù) ： func  事件函數(shù)
        iter  迭代對象
返回值： 函數(shù)的返回值列表

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python第九篇：Python进程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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