一、什么是進(jìn)程

進(jìn)程：正在進(jìn)行的一個過程或者說一個任務(wù)。而負(fù)責(zé)執(zhí)行任務(wù)則是cpu。

進(jìn)程是資源分配的基本單位

進(jìn)程有：代碼段，數(shù)據(jù)段，進(jìn)程控制塊（PCB）組成

二、進(jìn)程與程序的區(qū)別

程序僅僅只是一堆代碼而已，而進(jìn)程指的是程序的運(yùn)行過程。

舉例：

想象一位有一手好廚藝的計算機(jī)科學(xué)家正在為他的女兒烘制生日蛋糕。

他有做生日蛋糕的食譜，

廚房里有所需的原料:面粉、雞蛋、韭菜，蒜泥等。

在這個比喻中：

? 做蛋糕的食譜就是程序(即用適當(dāng)形式描述的算法)

? 計算機(jī)科學(xué)家就是處理器(cpu)

? 而做蛋糕的各種原料就是輸入數(shù)據(jù)。

進(jìn)程就是廚師閱讀食譜、取來各種原料以及烘制蛋糕等一系列動作的總和。

需要強(qiáng)調(diào)的是：同一個程序執(zhí)行兩次，那也是兩個進(jìn)程，比如打開暴風(fēng)影音，雖然都是同一個軟件，但是一個可以播放蒼井空，一個可以播放飯島愛。

三、并發(fā)與并行

無論是并行還是并發(fā)，在用戶看來都是’同時’運(yùn)行的，不管是進(jìn)程還是線程，都只是一個任務(wù)而已，真是干活的是cpu，cpu來做這些任務(wù)，而一個cpu同一時刻只能執(zhí)行一個任務(wù)

并發(fā)：在同一個時間段內(nèi)多個任務(wù)同時進(jìn)行，偽并行，即看起來是同時運(yùn)行。單個cpu+多道技術(shù)就可以實現(xiàn)并發(fā)（并行也屬于并發(fā)）

舉例：

你是一個cpu，你同時談了三個女朋友，每一個都可以是一個戀愛任務(wù)，你被這三個任務(wù)共享，要玩出并發(fā)戀愛的效果，應(yīng)該是你先跟女友1去看電影，看了一會說：不好，我要拉肚子，然后跑去跟第二個女友吃飯，吃了一會說：那啥，我去趟洗手間，然后跑去跟女友3開了個房

并行：在同一個時間點(diǎn)上多個任務(wù)同時進(jìn)行，同時運(yùn)行，只有具備多個cpu才能實現(xiàn)并行

單核下，可以利用多道技術(shù)，多個核，每個核也都可以利用多道技術(shù)（多道技術(shù)是針對單核而言的）

舉例：

有四個核，六個任務(wù)，這樣同一時間有四個任務(wù)被執(zhí)行，假設(shè)分別被分配給了cpu1，cpu2，cpu3，cpu4， 一旦任務(wù)1遇到I/O就被迫中斷執(zhí)行，此時任務(wù)5就拿到cpu1的時間片去執(zhí)行，這就是單核下的多道技術(shù)，而一旦任務(wù)1的I/O結(jié)束了，操作系統(tǒng)會重新調(diào)用它(需知進(jìn)程的調(diào)度、分配給哪個cpu運(yùn)行，由操作系統(tǒng)說了算)，可能被分配給四個cpu中的任意一個去執(zhí)行

四、同步、異步、阻塞、非阻塞

同步

同步：某一個任務(wù)的執(zhí)行必須依賴于另一個任務(wù)的返回結(jié)果

所謂同步，就是在發(fā)出一個功能調(diào)用時，在沒有得到結(jié)果之前，該調(diào)用就不會返回。按照這個定義，其實絕大多數(shù)函數(shù)都是同步調(diào)用。但是一般而言，我們在說同步、異步的時候，特指那些需要其他部件協(xié)作或者需要一定時間完成的任務(wù)

異步

異步：某一個任務(wù)的執(zhí)行，不需要依賴于另一個任務(wù)的返回，只需要告訴另一個任務(wù)一聲

異步的概念和同步相對。當(dāng)一個異步功能調(diào)用發(fā)出后，調(diào)用者不能立刻得到結(jié)果。當(dāng)該異步功能完成后，通過狀態(tài)、通知或回調(diào)來通知調(diào)用者。

阻塞

阻塞：程序因為類似于IO等待、等待事件等導(dǎo)致無法繼續(xù)執(zhí)行。

阻塞調(diào)用是指調(diào)用結(jié)果返回之前，當(dāng)前線程會被掛起（如遇到io操作）。函數(shù)只有在得到結(jié)果之后才會將阻塞的線程激活。有人也許會把阻塞調(diào)用和同步調(diào)用等同起來，實際上他是不同的。對于同步調(diào)用來說，很多時候當(dāng)前線程還是激活的，只是從邏輯上當(dāng)前函數(shù)沒有返回而已。

非阻塞

程序遇到類似于IO操作時，不再阻塞等待，如果沒有及時的處理IO，就報錯或者跳過等其他操作

非阻塞和阻塞的概念相對應(yīng)，指在不能立刻得到結(jié)果之前也會立刻返回，同時該函數(shù)不會阻塞當(dāng)前線程。

五、進(jìn)程的基本狀態(tài)

進(jìn)程的三大基本狀態(tài)：

就緒狀態(tài)：所有進(jìn)程需要的資源都獲取到了，等待著CPU的調(diào)用
執(zhí)行狀態(tài)：獲取到了所有資源包括CPU，進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)
阻塞狀態(tài)：程停滯不再運(yùn)行，放棄了CPU，進(jìn)程此時處于內(nèi)存里

六、multiprocessing模塊介紹

Python中的多線程無法利用多核優(yōu)勢，如果想要充分地使用多核CPU的資源（os.cpu_count()查看），在Python中大部分情況需要使用多進(jìn)程。Python提供了multiprocessing。
multiprocessing模塊用來開啟子進(jìn)程，并在子進(jìn)程中執(zhí)行我們定制的任務(wù)（比如函數(shù)），該模塊與多線程模塊threading的編程接口類似。

multiprocessing模塊的功能眾多：支持子進(jìn)程、通信和共享數(shù)據(jù)、執(zhí)行不同形式的同步，提供了Process、Queue、Pipe、Lock等組件。

需要再次強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是：與線程不同，進(jìn)程沒有任何共享狀態(tài)，進(jìn)程修改的數(shù)據(jù)，改動僅限于該進(jìn)程內(nèi)。

七、Process類的介紹

1:創(chuàng)建進(jìn)程的類

Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])，由該類實例化得到的對象，表示一個子進(jìn)程中的任務(wù)（尚未啟動）強(qiáng)調(diào)： 1. 需要使用關(guān)鍵字的方式來指定參數(shù) 2. args指定的為傳給target函數(shù)的位置參數(shù)，是一個元組形式，必須有逗號

2：參數(shù)介紹

group參數(shù)未使用，值始終為Nonetarget表示調(diào)用對象，即子進(jìn)程要執(zhí)行的任務(wù)args表示調(diào)用對象的位置參數(shù)元組，args=(1,2,'egon',)kwargs表示調(diào)用對象的字典,kwargs={'name':'egon','age':18}name為子進(jìn)程的名稱

3:方法介紹

p.start()：啟動進(jìn)程，并調(diào)用該子進(jìn)程中的p.run() p.run():進(jìn)程啟動時運(yùn)行的方法，正是它去調(diào)用target指定的函數(shù)，我們自定義類的類中一定要實現(xiàn)該方法 p.terminate():強(qiáng)制終止進(jìn)程p，不會進(jìn)行任何清理操作，如果p創(chuàng)建了子進(jìn)程，該子進(jìn)程就成了僵尸進(jìn)程，使用該方法需要特別小心這種情況。如果p還保存了一個鎖那么也將不會被釋放，進(jìn)而導(dǎo)致死鎖p.is_alive():如果p仍然運(yùn)行，返回Truep.join([timeout]):主線程等待p終止（強(qiáng)調(diào)：是主線程處于等的狀態(tài)，而p是處于運(yùn)行的狀態(tài)）。timeout是可選的超時時間，需要強(qiáng)調(diào)的是，p.join只能join住start開啟的進(jìn)程，而不能join住run開啟的進(jìn)程

4:屬性介紹

p.daemon：默認(rèn)值為False，如果設(shè)為True，代表p為后臺運(yùn)行的守護(hù)進(jìn)程，當(dāng)p的父進(jìn)程終止時，p也隨之終止，并且設(shè)定為True后，p不能創(chuàng)建自己的新進(jìn)程，必須在p.start()之前設(shè)置p.name:進(jìn)程的名稱p.pid：進(jìn)程的pidp.exitcode:進(jìn)程在運(yùn)行時為None、如果為–N，表示被信號N結(jié)束p.authkey:進(jìn)程的身份驗證鍵,默認(rèn)是由os.urandom()隨機(jī)生成的32字符的字符串。這個鍵的用途是為涉及網(wǎng)絡(luò)連接的底層進(jìn)程間通信提供安全性，這類連接只有在具有相同的身份驗證鍵時才能成功

八、Process類的使用

注意：在windows中Process()必須放到# if name == ‘main’:下

創(chuàng)建并開啟子進(jìn)程的兩種方式

from multiprocessing import Process import osdef child_process():print("這是子進(jìn)程{0},父進(jìn)程是{1}".format(os.getpid(), os.getppid()))if __name__ == '__main__':child_p = Process(target=child_process)child_p.start()# child_p.join()print("這是父進(jìn)程{0}".format(os.getpid())) from multiprocessing import Process import osclass ChildProcess(Process):def __init__(self):super(ChildProcess, self).__init__()def run(self):print("這是子進(jìn)程{0}，父進(jìn)程是{1}".format(os.getpid(), os.getppid()))if __name__ == '__main__':child_p = ChildProcess()child_p.start()# child_p.join()print("這是父進(jìn)程{0}".format(os.getpid()))

2:進(jìn)程之間的內(nèi)存空間是隔離的

from multiprocessing import Process import osnum = 100def chile_process():global numnum = 0print("子進(jìn)程中：{0}".format(num))if __name__ == '__main__':p = Process(target=chile_process)p.start()print("父進(jìn)程中：{0}".format(num))# 父進(jìn)程中：100 # 子進(jìn)程中：0

3:Process中的join()方法

join()：主進(jìn)程等待，等待子進(jìn)程結(jié)束

from multiprocessing import Process import os import timedef child_process():time.sleep(3)print("這是子進(jìn)程")if __name__ == '__main__':p = Process(target=child_process)p.start()# p.join()print("這是主進(jìn)程")# 這是主進(jìn)程 # 這是子進(jìn)程 # 分析：如果不加join那么則是先打印主進(jìn)程中的“這是主進(jìn)程”，然后等待三秒在打印“這是子進(jìn)程”from multiprocessing import Process import os import timedef child_process():time.sleep(3)print("這是子進(jìn)程")if __name__ == '__main__':p = Process(target=child_process)p.start()p.join()print("這是主進(jìn)程") # 這是子進(jìn)程 # 這是主進(jìn)程 # 分析：如果加了join那么主進(jìn)程會等待子進(jìn)程執(zhí)行完之后再執(zhí)行主進(jìn)程，也就是說會先等待三秒然后同時打印出“這是子進(jìn)程”和“這是主進(jìn)程”

九、守護(hù)進(jìn)程

守護(hù)進(jìn)程的特點(diǎn)：

1:守護(hù)進(jìn)程會在主進(jìn)程執(zhí)行完成后終止

2:設(shè)置了守護(hù)進(jìn)程后，守護(hù)進(jìn)程不能再開啟子進(jìn)程，否則會報異常

--------------------------------------------------------------------注：如果你對python感興趣，我這有個學(xué)習(xí)Python基地，里面有很多學(xué)習(xí)資料，感興趣的+Q群：895817687--------------------------------------------------------------------from multiprocessing import Process import timedef func(name):time.sleep(1)print("我是{0}".format(name))def foo(name):time.sleep(3)print("{0}是誰".format(name))if __name__ == '__main__':p1 = Process(target=func, args=("oldwang",))p2 = Process(target=foo, args=("oldwang",))p1.daemon = True# 一定要在p.start()前設(shè)置,設(shè)置p為守護(hù)進(jìn)程,禁止p創(chuàng)建子進(jìn)程,并且父進(jìn)程代碼執(zhí)行結(jié)束,p即終止運(yùn)行p1.start()p2.start()print("這是主進(jìn)程...")# 執(zhí)行結(jié)果： # 這是主進(jìn)程... # oldwang是誰

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python并发编程之多进程(一)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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