一 操作系统的作用： 1：隐藏丑陋复杂的硬件接口，提供良好的抽象接口 2：管理、调度进程，并且将多个进程对硬件的竞争变得有序
二 多道技术 ：事件多路复用和空间多路复用+硬件上支持隔离 1.产生背景：针对单核，实现并发 ps： 现在的主机一般是多核，那么每个核都会利用多道技术 有4个cpu，运行于cpu1的某个程序遇到io阻塞，会等到io结束再重新调度，会被调度到4个 cpu中的任意一个，具体由操作系统调度算法决定。
2.空间上的复用：如内存中同时有多道程序
3.时间上的复用：复用一个cpu的时间片 强调：遇到io切，占用cpu时间过长也切，核心在于切之前将进程的状态保存下来，这样才能保证下次切换回来时，能基于上次切走的位置继续运行
三 进程: 进程是指正在运行的程序, 动态性：进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。 并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行 独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位； 异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进 结构特征：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。 多个不同的进程可以包含相同的程序：一个程序在不同的数据集里就构成不同的进程，能得到不同的结果；但是执行过程中，程序不能发生改变。 进程调度:①先来先服务调度算法②短作业优先调度③时间片轮转法④多级反馈队列 四 并行和并发: 并发:伪并行,看起来是同时执行的,单个cpu利用多道技术实现. 并行:同时运行,多个CPU实现 五 同步/异步/阻塞/非阻塞
（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。 事件请求：input、sleep、文件输入输出、recv、accept等 事件发生：sleep、input等完成了 时间片到了之后有回到就绪状态，这三个状态不断的在转换。 同步/异步: 同步就是一个任务的完成需要依赖另外一个任务时，只有等待被依赖的任务完成后，依赖的任务才能算完成，这是一种可靠的任务序列。 异步是不需要等待被依赖的任务完成，只是通知被依赖的任务要完成什么工作，依赖的任务也立即执行，只要自己完成了整个任务就算完成了。至于被依赖的任务最终是否真正完成，依赖它的任务无法确定，所以它是不可靠的任务序列。 五 进程池和mutiprocess.Poll 创建进程池 Pool([numprocess [,initializer [, initargs]]]):创建进程池 numprocess:要创建的进程数，如果省略，将默认使用cpu_count()的值 initializer：是每个工作进程启动时要执行的可调用对象，默认为None initargs：是要传给initializer的参数组
主要方法介绍 p.apply(func [, args [, kwargs]]):在一个池工作进程中执行func(*args,**kwargs),然后返回结果。 ‘’‘需要强调的是：此操作并不会在所有池工作进程中并执行func函数。如果要通过不同参数并发地执行func函数，必须从不同线程调用p.apply()函数或者使用p.apply_async()’’’
p.apply_async(func [, args [, kwargs]]):在一个池工作进程中执行func(*args,**kwargs),然后返回结果。 ‘’‘此方法的结果是AsyncResult类的实例，callback是可调用对象，接收输入参数。当func的结果变为可用时，将理解传递给callback。callback禁止执行任何阻塞操作，否则将接收其他异步操作中的结果。’’’
p.close():关闭进程池，防止进一步操作。如果所有操作持续挂起，它们将在工作进程终止前完成
P.jion():等待所有工作进程退出。此方法只能在close（）或teminate()之后调用 方法apply_async()和map_async（）的返回值是AsyncResul的实例obj。实例具有以下方法 obj.get():返回结果，如果有必要则等待结果到达。timeout是可选的。如果在指定时间内还没有到达，将引发一场。如果远程操作中引发了异常，它将在调用此方法时再次被引发。 obj.ready():如果调用完成，返回True obj.successful():如果调用完成且没有引发异常，返回True，如果在结果就绪之前调用此方法，引发异常 obj.wait([timeout]):等待结果变为可用。 obj.terminate()：立即终止所有工作进程，同时不执行任何清理或结束任何挂起工作。如果p被垃圾回收，将自动调用此函数
import time from multiprocessing import Pool,Process #针对range(100)这种参数的 # def func(n): # for i in range(3): # print(n + 1) def func(n): print(n) # 结果： # (1, 2) # alex def func2(n): for i in range(3): print(n - 1) if __name__ == '__main__': #1.进程池的模式 s1 = time.time() #我们计算一下开多进程和进程池的执行效率 poll = Pool(5) #创建含有5个进程的进程池 # poll.map(func,range(100)) #异步调用进程，开启100个任务,map自带join的功能 poll.map(func,[(1,2),'alex']) #异步调用进程，开启100个任务,map自带join的功能 # poll.map(func2,range(100)) #如果想让进程池完成不同的任务，可以直接这样搞 #map只限于接收一个可迭代的数据类型参数，列表啊，元祖啊等等，如果想做其他的参数之类的操作，需要用后面我们要学的方法。 # t1 = time.time() - s1 # # #2.多进程的模式 # s2 = time.time() # p_list = [] # for i in range(100): # p = Process(target=func,args=(i,)) # p_list.append(p) # p.start() # [pp.join() for pp in p_list] # t2 = time.time() - s2 # # print('t1>>',t1) #结果：0.5146853923797607s 进程池的效率高 # print('t2>>',t2) #结果：12.092015027999878s进程池的简单应用及与进程池的效率对比
import os,time from multiprocessing import Pool def work(n): print('%s run' %os.getpid()) time.sleep(1) return n**2 if __name__ == '__main__': p=Pool(3) #进程池中从无到有创建三个进程,以后一直是这三个进程在执行任务 res_l=[] for i in range(10): res=p.apply(work,args=(i,)) # 同步调用，直到本次任务执行完毕拿到res，等待任务work执行的过程中可能有阻塞也可能没有阻塞 # 但不管该任务是否存在阻塞，同步调用都会在原地等着 res_l.append(res) print(res_l) 进程池的同步调用 import os import time import random from multiprocessing import Pool def work(n): print('%s run' %os.getpid()) time.sleep(random.random()) return n**2 if __name__ == '__main__': p=Pool(3) #进程池中从无到有创建三个进程,以后一直是这三个进程在执行任务 res_l=[] for i in range(10): res=p.apply_async(work,args=(i,)) # 异步运行，根据进程池中有的进程数，每次最多3个子进程在异步执行，并且可以执行不同的任务，传送任意的参数了。 # 返回结果之后，将结果放入列表，归还进程，之后再执行新的任务 # 需要注意的是，进程池中的三个进程不会同时开启或者同时结束 # 而是执行完一个就释放一个进程，这个进程就去接收新的任务。 res_l.append(res) # 异步apply_async用法：如果使用异步提交的任务，主进程需要使用join，等待进程池内任务都处理完，然后可以用get收集结果 # 否则，主进程结束，进程池可能还没来得及执行，也就跟着一起结束了 p.close() #不是关闭进程池，而是结束进程池接收任务，确保没有新任务再提交过来。 p.join() #感知进程池中的任务已经执行结束，只有当没有新的任务添加进来的时候，才能感知到任务结束了，所以在join之前必须加上close方法 for res in res_l: print(res.get()) #使用get来获取apply_aync的结果,如果是apply,则没有get方法,因为apply是同步执行,立刻获取结果,也根本无需get进程池的异步调用 #一：使用进程池（异步调用,apply_async）
#coding: utf-8 from multiprocessing import Process,Pool import time def func(msg): print( "msg:", msg) time.sleep(1) return msg if __name__ == "__main__": pool = Pool(processes = 3) res_l=[] for i in range(10): msg = "hello %d" %(i) res=pool.apply_async(func, (msg, )) #维持执行的进程总数为processes，当一个进程执行完毕后会添加新的进程进去 res_l.append(res) # s = res.get() #如果直接用res这个结果对象调用get方法获取结果的话，这个程序就变成了同步，因为get方法直接就在这里等着你创建的进程的结果，第一个进程创建了，并且去执行了，那么get就会等着第一个进程的结果，没有结果就一直等着，那么主进程的for循环是无法继续的，所以你会发现变成了同步的效果 print("==============================>") #没有后面的join，或get，则程序整体结束，进程池中的任务还没来得及全部执行完也都跟着主进程一起结束了 pool.close() #关闭进程池，防止进一步操作。如果所有操作持续挂起，它们将在工作进程终止前完成 pool.join() #调用join之前，先调用close函数，否则会出错。执行完close后不会有新的进程加入到pool,join函数等待所有子进程结束 print(res_l) #看到的是<multiprocessing.pool.ApplyResult object at 0x10357c4e0>对象组成的列表,而非最终的结果,但这一步是在join后执行的,证明结果已经计算完毕,剩下的事情就是调用每个对象下的get方法去获取结果 for i in res_l: print(i.get()) #使用get来获取apply_aync的结果,如果是apply,则没有get方法,因为apply是同步执行,立刻获取结果,也根本无需get#二：使用进程池（同步调用,apply）
#coding: utf-8 from multiprocessing import Process,Pool import time def func(msg): print( "msg:", msg) time.sleep(0.1) return msg if __name__ == "__main__": pool = Pool(processes = 3) res_l=[] for i in range(10): msg = "hello %d" %(i) res=pool.apply(func, (msg, )) #维持执行的进程总数为processes，当一个进程执行完毕后会添加新的进程进去 res_l.append(res) #同步执行，即执行完一个拿到结果，再去执行另外一个 print("==============================>") pool.close() pool.join() #调用join之前，先调用close函数，否则会出错。执行完close后不会有新的进程加入到pool,join函数等待所有子进程结束 print(res_l) #看到的就是最终的结果组成的列表 for i in res_l: #apply是同步的，所以直接得到结果，没有get()方法 print(i)详解：apply_async和apply #Pool内的进程数默认是cpu核数，假设为4（查看方法os.cpu_count()） #开启6个客户端，会发现2个客户端处于等待状态 #在每个进程内查看pid，会发现pid使用为4个，即多个客户端公用4个进程
from socket import * from multiprocessing import Pool import os server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) server.bind(('127.0.0.1',8080)) server.listen(5) def talk(conn): print('进程pid: %s' %os.getpid()) while True: try: msg=conn.recv(1024) if not msg:break conn.send(msg.upper()) except Exception: break if __name__ == '__main__': p=Pool(4) while True: conn,*_=server.accept() p.apply_async(talk,args=(conn,)) # p.apply(talk,args=(conn,client_addr)) #同步的话，则同一时间只有一个客户端能访问 server端：tcp_server.py from socket import * client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) client.connect(('127.0.0.1',8080)) while True: msg=input('>>: ').strip() if not msg:continue client.send(msg.encode('utf-8')) msg=client.recv(1024) print(msg.decode('utf-8')) client端：tcp_client.pyclient端：tcp_client.py 回调函数 需要回调函数的场景：进程池中任何一个任务一旦处理完了，就立即告知主进程：我好了额，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，这是进程池特有的，普通进程没有这个机制，但是我们也可以通过进程通信来拿到返回值，进程池的这个回调也是进程通信的机制完成的。
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 回调函数在写的时候注意一点，回调函数的形参执行有一个，如果你的执行函数有多个返回值，那么也可以被回调函数的这一个形参接收，接收的是一个元祖，包含着你执行函数的所有返回值。 使用进程池来搞爬虫的时候，最耗时间的是请求地址的网络请求延迟，那么如果我们在将处理数据的操作加到每个子进程中，那么所有在进程池后面排队的进程就需要等更长的时间才能获取进程池里面的执行进程来执行自己，所以一般我们就将请求作成一个执行函数，通过进程池去异步执行，剩下的数据处理的内容放到另外一个进程或者主进程中去执行，将网络延迟的时间也利用起来，效率更高。 requests这个模块的get方法请求页面，就和我们在浏览器上输入一个网址然后回车去请求别人的网站的效果是一样的。安装requests模块的指令：在cmd窗口执行pip install requests。
import os from multiprocessing import Pool def func1(n): print('func1>>',os.getpid()) print('func1') return n*n def func2(nn): print('func2>>',os.getpid()) print('func2') print(nn) # import time # time.sleep(0.5) if __name__ == '__main__': print('主进程：',os.getpid()) p = Pool(5) #args里面的10给了func1，func1的返回值作为回调函数的参数给了callback对应的函数，不能直接给回调函数直接传参数，他只能是你任务函数func1的函数的返回值 # for i in range(10,20): #如果是多个进程来执行任务，那么当所有子进程将结果给了回调函数之后，回调函数又是在主进程上执行的，那么就会出现打印结果是同步的效果。我们上面func2里面注销的时间模块打开看看 # p.apply_async(func1,args=(i,),callback=func2) p.apply_async(func1,args=(10,),callback=func2) p.close() p.join() #结果 # 主进程： 11852 #发现回调函数是在主进程中完成的，其实如果是在子进程中完成的，那我们直接将代码写在子进程的任务函数func1里面就行了，对不对，这也是为什么称为回调函数的原因。 # func1>> 17332 # func1 # func2>> 11852 # func2 # 100 回调函数的简单使用 from multiprocessing import Pool import requests import json import os def get_page(url): print('<进程%s> get %s' %(os.getpid(),url)) respone=requests.get(url) if respone.status_code == 200: return {'url':url,'text':respone.text} def pasrse_page(res): print('<进程%s> parse %s' %(os.getpid(),res['url'])) parse_res='url:<%s> size:[%s]\n' %(res['url'],len(res['text'])) with open('db.txt','a') as f: f.write(parse_res) if __name__ == '__main__': urls=[ 'https://www.baidu.com', 'https://www.python.org', 'https://www.openstack.org', 'https://help.github.com/', 'http://www.sina.com.cn/' ] p=Pool(3) res_l=[] for url in urls: res=p.apply_async(get_page,args=(url,),callback=pasrse_page) res_l.append(res) p.close() p.join() print([res.get() for res in res_l]) #拿到的是get_page的结果,其实完全没必要拿该结果,该结果已经传给回调函数处理了 ''' 打印结果: <进程3388> get https://www.baidu.com <进程3389> get https://www.python.org <进程3390> get https://www.openstack.org <进程3388> get https://help.github.com/ <进程3387> parse https://www.baidu.com <进程3389> get http://www.sina.com.cn/ <进程3387> parse https://www.python.org <进程3387> parse https://help.github.com/ <进程3387> parse http://www.sina.com.cn/ <进程3387> parse https://www.openstack.org [{'url': 'https://www.baidu.com', 'text': '<!DOCTYPE html>\r\n...',...}] '''使用多进程请求多个url来减少网络等待浪费的时间
from multiprocessing import Pool import time,random import requests import re def get_page(url,pattern): response=requests.get(url) if response.status_code == 200: return (response.text,pattern) def parse_page(info): page_content,pattern=info res=re.findall(pattern,page_content) for item in res: dic={ 'index':item[0], 'title':item[1], 'actor':item[2].strip()[3:], 'time':item[3][5:], 'score':item[4]+item[5] } print(dic) if __name__ == '__main__': pattern1=re.compile(r'<dd>.*?board-index.*?>(\d+)<.*?title="(.*?)".*?star.*?>(.*?)<.*?releasetime.*?>(.*?)<.*?integer.*?>(.*?)<.*?fraction.*?>(.*?)<',re.S) url_dic={ 'http://maoyan.com/board/7':pattern1, } p=Pool() res_l=[] for url,pattern in url_dic.items(): res=p.apply_async(get_page,args=(url,pattern),callback=parse_page) res_l.append(res) for i in res_l: i.get() # res=requests.get('http://maoyan.com/board/7') # print(re.findall(pattern,res.text))爬虫示例 如果在主进程中等待进程池中所有任务都执行完毕后，再统一处理结果，则无需回调函数
from multiprocessing import Pool import time,random,os def work(n): time.sleep(1) return n**2 if __name__ == '__main__': p=Pool() res_l=[] for i in range(10): res=p.apply_async(work,args=(i,)) res_l.append(res) p.close() p.join() #等待进程池中所有进程执行完毕 nums=[] for res in res_l: nums.append(res.get()) #拿到所有结果 print(nums) #主进程拿到所有的处理结果,可以在主进程中进行统一进行处理无需回调函数的示例 进程池和信号量的区别： 进程池是多个需要被执行的任务在进程池外面排队等待获取进程对象去执行自己，而信号量是一堆进程等待着去执行一段逻辑代码。 信号量不能控制创建多少个进程，但是可以控制同时多少个进程能够执行，但是进程池能控制你可以创建多少个进程。 六 mulitprocess模块: 进程创建1
进程创建二 class MyProcess(Process): #自己写一个类，继承Process类 #我们通过init方法可以传参数，如果只写一个run方法，那么没法传参数，因为创建对象的是传参就是在init方法里面，面向对象的时候，我们是不是学过
def __init__(self,person): super().__init__() self.person=person def run(self): print(os.getpid()) print(self.pid) print(self.pid) print('%s 正在和女主播聊天' %self.person) # def start(self): # #如果你非要写一个start方法，可以这样写，并且在run方法前后，可以写一些其他的逻辑 # self.run() if __name__ == '__main__': p1=MyProcess('Jedan') p2=MyProcess('太白') p3=MyProcess('alexDSB') p1.start() #start内部会自动调用run方法 p2.start() # p2.run() p3.start() p1.join() p2.join() p3.join()Process类中参数的介绍： 参数介绍： 1 group参数未使用，值始终为None 2 target表示调用对象，即子进程要执行的任务 3 args表示调用对象的位置参数元组，args=(1,2,‘egon’,) 4 kwargs表示调用对象的字典,kwargs={‘name’:‘egon’,‘age’:18} 5 name为子进程的名称
Process类中各方法的介绍： 1 p.start()：启动进程，并调用该子进程中的p.run() 2 p.run():进程启动时运行的方法，正是它去调用target指定的函数，我们自定义类的类中一定要实现该方法 3 p.terminate():强制终止进程p，不会进行任何清理操作，如果p创建了子进程，该子进程就成了僵尸进程，使用该方法需要特别小心这种情况。如果p还保存了一个锁那么也将不会被释放，进而导致死锁 4 p.is_alive():如果p仍然运行，返回True 5 p.join([timeout]):主线程等待p终止（强调：是主线程处于等的状态，而p是处于运行的状态）。timeout是可选的超时时间，需要强调的是，p.join只能join住start开启的进程，而不能join住run开启的进程 join方法的例子： 让主进程加上join的地方等待（也就是阻塞住），等待子进程执行完之后，再继续往下执行我的主进程，好多时候，我们主进程需要子进程的执行结果，所以必须要等待。join感觉就像是将子进程和主进程拼接起来一样，将异步改为同步执行。 开启多个进程 #下面的注释按照编号去看，别忘啦！
import time import os from multiprocessing import Process def func(x,y): print(x) # time.sleep(1) #进程切换：如果没有这个时间间隔，那么你会发现func执行结果是打印一个x然后一个y，再打印一个x一个y，不会出现打印多个x然后打印y的情况，因为两个打印距离太近了而且执行的也非常快，但是如果你这段程序运行慢的话，你就会发现进程之间的切换了。 print(y) if __name__ == '__main__': p_list= [] for i in range(10): p = Process(target=func,args=('姑娘%s'%i,'来玩啊！')) p_list.append(p) p.start() [ap.join() for ap in p_list] #4、这是解决办法，前提是我们的子进程全部都已经去执行了，那么我在一次给所有正在执行的子进程加上join，那么主进程就需要等着所有子进程执行结束才会继续执行自己的程序了，并且保障了所有子进程是异步执行的。 # p.join() #1、如果加到for循环里面，那么所有子进程包括父进程就全部变为同步了，因为for循环也是主进程的，循环第一次的时候，一个进程去执行了，然后这个进程就join住了，那么for循环就不会继续执行了，等着第一个子进程执行结束才会继续执行for循环去创建第二个子进程。 #2、如果我不想这样的，也就是我想所有的子进程是异步的，然后所有的子进程执行完了再执行主进程 #p.join() #3、如果这样写的话，多次运行之后，你会发现会出现主进程的程序比一些子进程先执行完，因为我们p.join()是对最后一个子进程进行了join，也就是说如果这最后一个子进程先于其他子进程执行完，那么主进程就会去执行，而此时如果还有一些子进程没有执行完，而主进程执行 #完了，那么就会先打印主进程的内容了，这个cpu调度进程的机制有关系，因为我们的电脑可能只有4个cpu，我的子进程加上住进程有11个，虽然我for循环是按顺序起进程的，但是操作系统一定会按照顺序给你执行你的进程吗，答案是不会的，操作系统会按照自己的算法来分配进 #程给cpu去执行，这里也解释了我们打印出来的子进程中的内容也是没有固定顺序的原因，因为打印结果也需要调用cpu，可以理解成进程在争抢cpu，如果同学你想问这是什么算法，这就要去研究操作系统啦。那我们的想所有子进程异步执行，然后再执行主进程的这个需求怎么解决啊 print('不要钱~~~~~~~~~~~~~~~~！')模拟两个应用场景：1、同时对一个文件进行写操作 2、同时创建多个文件
import time import os import re from multiprocessing import Process #多进程同时对一个文件进行写操作 def func(x,y,i): with open(x,'a',encoding='utf-8') as f: print('当前进程%s拿到的文件的光标位置>>%s'%(os.getpid(),f.tell())) f.write(y) #多进程同时创建多个文件 # def func(x, y): # with open(x, 'w', encoding='utf-8') as f: # f.write(y) if __name__ == '__main__': p_list= [] for i in range(10): p = Process(target=func,args=('can_do_girl_lists.txt','姑娘%s'%i,i)) # p = Process(target=func,args=('can_do_girl_info%s.txt'%i,'姑娘电话0000%s'%i)) p_list.append(p) p.start() [ap.join() for ap in p_list] #这就是个for循环，只不过用列表生成式的形式写的 with open('can_do_girl_lists.txt','r',encoding='utf-8') as f: data = f.read() all_num = re.findall('\d+',data) #打开文件，统计一下里面有多少个数据，每个数据都有个数字，所以re匹配一下就行了 print('>>>>>',all_num,'.....%s'%(len(all_num))) #print([i in in os.walk(r'你的文件夹路径')]) print('不要钱~~~~~~~~~~~~~~~~！')rocess类中自带封装的各属性的介绍
1 p.daemon：默认值为False，如果设为True，代表p为后台运行的守护进程，当p的父进程终止时，p也随之终止，并且设定为True后，p不能创建自己的新进程，必须在p.start()之前设置 2 p.name:进程的名称 3 p.pid：进程的pid 4 p.exitcode:进程在运行时为None、如果为–N，表示被信号N结束(了解即可) 5 p.authkey:进程的身份验证键,默认是由os.urandom()随机生成的32字符的字符串。这个键的用途是为涉及网络连接的底层进程间通信提供安全性，这类连接只有在具有相同的身份验证键时才能成功（了解即可） 多进程来实现一下同时和多个客户端进行连接通信: 客户端:
from socket import * client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) client.connect(('127.0.0.1',8080)) while True: msg=input('>>: ').strip() if not msg:continue client.send(msg.encode('utf-8')) msg=client.recv(1024) print(msg.decode('utf-8')) tcp_client.py 服务器端: from socket import * from multiprocessing import Process def talk(conn,client_addr): while True: try: msg=conn.recv(1024) print('客户端消息>>',msg) if not msg:break conn.send(msg.upper()) #在这里有同学可能会想，我能不能在这里写input来自己输入内容和客户端进行对话？朋友，是这样的，按说是可以的，但是需要什么呢？需要你像我们用pycharm的是一样下面有一个输入内容的控制台，当我们的子进程去执行的时候，我们是没有地方可以显示能够让你输入内容的控制台的，所以你没办法输入，就会给你报错。 except Exception: break if __name__ == '__main__': #windows下start进程一定要写到这下面 server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) # server.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,1) # 如果你将如果你将bind这些代码写到if __name__ == '__main__'这行代码的上面，那么地址重用必须要有，因为我们知道windows创建的子进程是对整个当前文件的内容进行的copy，前面说了就像import，如果你开启了子进程，那么子进程是会执行bind的，那么你的主进程bind了这个ip和端口，子进程在进行bind的时候就会报错。 server.bind(('127.0.0.1', 8080)) #有同学可能还会想，我为什么多个进程就可以连接一个server段的一个ip和端口了呢，我记得当时说tcp的socket的时候，我是不能在你这个ip和端口被连接的情况下再连接你的啊，这里是因为当时我们就是一个进程，一个进程里面是只能一个连接的，多进程是可以多连接的，这和进程之间是单独的内存空间有关系，先这样记住他，好吗？ server.listen(5) while True: conn,client_addr=server.accept() p=Process(target=talk,args=(conn,client_addr)) p.start()主进程创建守护进程 其一：守护进程会在主进程代码执行结束后就终止 其二：守护进程内无法再开启子进程,否则抛出异常：AssertionError: daemonic processes are not allowed to have children 注意：进程之间是互相独立的，主进程代码运行结束，守护进程随即终止 p.daemon=True #一定要在p.start()前设置,设置p为守护进程,禁止p创建子进程,并且父进程代码执行结束,p即终止运行 进程锁: 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。 #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(n,lock): #加锁，保证每次只有一个进程在执行锁里面的程序，这一段程序对于所有写上这个锁的进程，大家都变成了串行 lock.acquire() print(’%s: %s is running’ %(n,os.getpid())) time.sleep(1) print(’%s:%s is done’ %(n,os.getpid())) #解锁，解锁之后其他进程才能去执行自己的程序 lock.release() if name == ‘main’: lock=Lock() for i in range(5): p=Process(target=work,args=(i,lock)) p.start()
模拟抢票 #注意：首先在当前文件目录下创建一个名为db的文件 #文件db的内容为：{“count”:1}，只有这一行数据,并且注意，每次运行完了之后，文件中的1变成了0，你需要手动将0改为1，然后在去运行代码。 #注意一定要用双引号，不然json无法识别 #加锁保证数据安全，不出现混乱
from multiprocessing import Process,Lock import time,json,random #查看剩余票数 def search(): dic=json.load(open('db')) #打开文件，直接load文件中的内容，拿到文件中的包含剩余票数的字典 print('\033[43m剩余票数%s\033[0m' %dic['count']) #抢票 def get(): dic=json.load(open('db')) time.sleep(0.1) #模拟读数据的网络延迟，那么进程之间的切换，导致所有人拿到的字典都是{"count": 1}，也就是每个人都拿到了这一票。 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','w')) #最终结果导致，每个人显示都抢到了票，这就出现了问题~ print('\033[43m购票成功\033[0m') else: print('sorry，没票了亲！') def task(lock): search() #因为抢票的时候是发生数据变化的时候，所有我们将锁加加到这里 lock.acquire() get() lock.release() if __name__ == '__main__': lock = Lock() #创建一个锁 for i in range(3): #模拟并发100个客户端抢票 p=Process(target=task,args=(lock,)) #将锁作为参数传给task函数 p.start() #看结果分析：只有一个人抢到了票 # 剩余票数1 # 剩余票数1 # 剩余票数1 # 购票成功 #幸运的人儿 # sorry，没票了亲！ # sorry，没票了亲！队列: ①队列就像一个特殊的列表，但是可以设置固定长度，并且从前面插入数据，从后面取出数据，先进先出。 ②队列是进程安全的：同一时间只能一个进程拿到队列中的一个数据，你拿到了一个数据，这个数据别人就拿不到了。 q = Queue([maxsize]) 创建共享的进程队列。maxsize是队列中允许的最大项数。如果省略此参数，则无大小限制。底层队列使用管道和锁定实现。另外，还需要运行支持线程以便队列中的数据传输到底层管道中。 Queue的实例q具有以下方法： q.get( [ block [ ,timeout ] ] ) 返回q中的一个项目。如果q为空，此方法将阻塞，直到队列中有项目可用为止。block用于控制阻塞行为，默认为True. 如果设置为False，将引发Queue.Empty异常（定义在Queue模块中）。timeout是可选超时时间，用在阻塞模式中。如果在制定的时间间隔内没有项目变为可用，将引发Queue.Empty异常。 q.get_nowait( ) 同q.get(False)方法。 q.put(item [, block [,timeout ] ] ) 将item放入队列。如果队列已满，此方法将阻塞至有空间可用为止。block控制阻塞行为，默认为True。如果设置为False，将引发Queue.Empty异常（定义在Queue库模块中）。timeout指定在阻塞模式中等待可用空间的时间长短。超时后将引发Queue.Full异常。 q.qsize() 返回队列中目前项目的正确数量。此函数的结果并不可靠，因为在返回结果和在稍后程序中使用结果之间，队列中可能添加或删除了项目。在某些系统上，此方法可能引发NotImplementedError异常。 q.empty() 如果调用此方法时 q为空，返回True。如果其他进程或线程正在往队列中添加项目，结果是不可靠的。也就是说，在返回和使用结果之间，队列中可能已经加入新的项目。 q.full() 如果q已满，返回为True. 由于线程的存在，结果也可能是不可靠的（参考q.empty（）方法）。。 q.close() 关闭队列，防止队列中加入更多数据。调用此方法时，后台线程将继续写入那些已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，将自动调用此方法。关闭队列不会在队列使用者中生成任何类型的数据结束信号或异常。例如，如果某个使用者正被阻塞在get（）操作上，关闭生产者中的队列不会导致get（）方法返回错误。 q.cancel_join_thread() 不会再进程退出时自动连接后台线程。这可以防止join_thread()方法阻塞。 q.join_thread() 连接队列的后台线程。此方法用于在调用q.close()方法后，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。
from multiprocessing import Queue q=Queue(3) #创建一个队列对象，队列长度为3 #put ,get ,put_nowait,get_nowait,full,empty q.put(3) #往队列中添加数据 q.put(2) q.put(1) # q.put(4) # 如果队列已经满了，程序就会停在这里，等待数据被别人取走，再将数据放入队列。 # 如果队列中的数据一直不被取走，程序就会永远停在这里。 try: q.put_nowait(4) # 可以使用put_nowait，如果队列满了不会阻塞，但是会因为队列满了而报错。 except: # 因此我们可以用一个try语句来处理这个错误。这样程序不会一直阻塞下去，但是会丢掉这个消息。 print('队列已经满了') # 因此，我们再放入数据之前，可以先看一下队列的状态，如果已经满了，就不继续put了。 print(q.full()) #查看是否满了，满了返回True，不满返回False print(q.get()) #取出数据 print(q.get()) print(q.get()) # print(q.get()) # 同put方法一样，如果队列已经空了，那么继续取就会出现阻塞。 try: q.get_nowait(3) # 可以使用get_nowait，如果队列满了不会阻塞，但是会因为没取到值而报错。 except: # 因此我们可以用一个try语句来处理这个错误。这样程序不会一直阻塞下去。 print('队列已经空了') print(q.empty()) #空了#看下面的队列的时候，按照编号看注释
import time from multiprocessing import Process, Queue # 8. q = Queue(2) #创建一个Queue对象，如果写在这里，那么在windows还子进程去执行的时候，我们知道子进程中还会执行这个代码，但是子进程中不能够再次创建了，也就是这个q就是你主进程中创建的那个q，通过我们下面在主进程中先添加了一个字符串之后，在去开启子进程，你会发现，小鬼这个字符串还在队列中，也就是说，我们使用的还是主进程中创建的这个队列。 def f(q): # q = Queue() #9. 我们在主进程中开启了一个q，如果我们在子进程中的函数里面再开一个q，那么你下面q.put('姑娘，多少钱~')添加到了新创建的这q里里面了 q.put('姑娘，多少钱~') #4.调用主函数中p进程传递过来的进程参数 put函数为向队列中添加一条数据。 # print(q.qsize()) #6.查看队列中有多少条数据了 def f2(q): print('》》》》》》》》') print(q.get()) #5.取数据 if __name__ == '__main__': q = Queue() #1.创建一个Queue对象 q.put('小鬼') p = Process(target=f, args=(q,)) #2.创建一个进程 p2 = Process(target=f2, args=(q,)) #3.创建一个进程 p.start() p2.start() time.sleep(1) #7.如果阻塞一点时间，就会出现主进程运行太快，导致我们在子进程中查看qsize为1个。 # print(q.get()) #结果：小鬼 print(q.get()) #结果：姑娘，多少钱~ p.join()子进程与父进程通过队列进行通信
import os import time import multiprocessing # 向queue中输入数据的函数 def inputQ(queue): info = str(os.getpid()) + '(put):' + str(time.asctime()) queue.put(info) # 向queue中输出数据的函数 def outputQ(queue): info = queue.get() print ('%s%s\033[32m%s\033[0m'%(str(os.getpid()), '(get):',info)) # Main if __name__ == '__main__': #windows下，如果开启的进程比较多的话，程序会崩溃，为了防止这个问题，使用freeze_support()方法来解决。知道就行啦 multiprocessing.freeze_support() record1 = [] # store input processes record2 = [] # store output processes queue = multiprocessing.Queue(3) # 输入进程 for i in range(10): process = multiprocessing.Process(target=inputQ,args=(queue,)) process.start() record1.append(process) # 输出进程 for i in range(10): process = multiprocessing.Process(target=outputQ,args=(queue,)) process.start() record2.append(process) for p in record1: p.join() for p in record2: p.join()批量的生产输入放入队列，再批量的获取结果
什么是生产者消费者模式 生产者消费者模式是通过一个容器来解决生产者和消费者的强耦合问题。生产者和消费者彼此之间不直接通讯，而通过阻塞队列来进行通讯，所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理，直接扔给阻塞队列，消费者不找生产者要数据，而是直接从阻塞队列里取，阻塞队列就相当于一个缓冲区，平衡了生产者和消费者的处理能力，并且我可以根据生产速度和消费速度来均衡一下多少个生产者可以为多少个消费者提供足够的服务，就可以开多进程等等，而这些进程都是到阻塞队列或者说是缓冲区中去获取或者添加数据。
from multiprocessing import Process,Queue import time,random,os def consumer(q): while True: res=q.get() time.sleep(random.randint(1,3)) print('\033[45m%s 吃 %s\033[0m' %(os.getpid(),res)) def producer(q): for i in range(10): time.sleep(random.randint(1,3)) res='包子%s' %i q.put(res) print('\033[44m%s 生产了 %s\033[0m' %(os.getpid(),res)) if __name__ == '__main__': q=Queue() #生产者们:即厨师们 p1=Process(target=producer,args=(q,)) #消费者们:即吃货们 c1=Process(target=consumer,args=(q,)) #开始 p1.start() c1.start() print('主')基于队列的生产者消费者模型
from multiprocessing import Process,Queue import time,random,os def consumer(q): while True: res=q.get() if res is None:break #收到结束信号则结束 time.sleep(random.randint(1,3)) print('\033[45m%s 吃 %s\033[0m' %(os.getpid(),res)) def producer(name,q): for i in range(2): time.sleep(random.randint(1,3)) res='%s%s' %(name,i) q.put(res) print('\033[44m%s 生产了 %s\033[0m' %(os.getpid(),res)) if __name__ == '__main__': q=Queue() #生产者们:即厨师们 p1=Process(target=producer,args=('包子',q)) p2=Process(target=producer,args=('骨头',q)) p3=Process(target=producer,args=('泔水',q)) #消费者们:即吃货们 c1=Process(target=consumer,args=(q,)) c2=Process(target=consumer,args=(q,)) #开始 p1.start() p2.start() p3.start() c1.start() p1.join() #必须保证生产者全部生产完毕,才应该发送结束信号 p2.join() p3.join() q.put(None) #有几个消费者就应该发送几次结束信号None q.put(None) #发送结束信号 print('主')有多个消费者和生产者的时候需要发送多次结束信号
JoinableQueue([maxsize]) JoinableQueue([maxsize])：这就像是一个Queue对象，但队列允许项目的使用者通知生成者项目已经被成功处理。通知进程是使用共享的信号和条件变量来实现的。
参数介绍： maxsize是队列中允许最大项数，省略则无大小限制。 方法介绍： JoinableQueue的实例p除了与Queue对象相同的方法之外还具有： q.task_done()：使用者使用此方法发出信号，表示q.get()的返回项目已经被处理。如果调用此方法的次数大于从队列中删除项目的数量，将引发ValueError异常 q.join():生产者调用此方法进行阻塞，直到队列中所有的项目均被处理。阻塞将持续到队列中的每个项目均调用q.task_done（）方法为止，也就是队列中的数据全部被get拿走了。
from multiprocessing import Process,JoinableQueue import time,random,os def consumer(q): while True: res=q.get() # time.sleep(random.randint(1,3)) time.sleep(random.random()) print('\033[45m%s 吃 %s\033[0m' %(os.getpid(),res)) q.task_done() #向q.join()发送一次信号,证明一个数据已经被取走并执行完了 def producer(name,q): for i in range(10): # time.sleep(random.randint(1,3)) time.sleep(random.random()) res='%s%s' %(name,i) q.put(res) print('\033[44m%s 生产了 %s\033[0m' %(os.getpid(),res)) print('%s生产结束'%name) q.join() #生产完毕，使用此方法进行阻塞，直到队列中所有项目均被处理。 print('%s生产结束~~~~~~'%name) if __name__ == '__main__': q=JoinableQueue() #生产者们:即厨师们 p1=Process(target=producer,args=('包子',q)) p2=Process(target=producer,args=('骨头',q)) p3=Process(target=producer,args=('泔水',q)) #消费者们:即吃货们 c1=Process(target=consumer,args=(q,)) c2=Process(target=consumer,args=(q,)) c1.daemon=True #如果不加守护，那么主进程结束不了，但是加了守护之后，必须确保生产者的内容生产完并且被处理完了，所有必须还要在主进程给生产者设置join，才能确保生产者生产的任务被执行完了，并且能够确保守护进程在所有任务执行完成之后才随着主进程的结束而结束。 c2.daemon=True #开始 p_l=[p1,p2,p3,c1,c2] for p in p_l: p.start() p1.join() #我要确保你的生产者进程结束了，生产者进程的结束标志着你生产的所有的人任务都已经被处理完了 p2.join() p3.join() print('主') # 主进程等--->p1,p2,p3等---->c1,c2 # p1,p2,p3结束了,证明c1,c2肯定全都收完了p1,p2,p3发到队列的数据 # 因而c1,c2也没有存在的价值了,不需要继续阻塞在进程中影响主进程了。应该随着主进程的结束而结束,所以设置成守护进程就可以了。JoinableQueue队列实现生产者消费者模型
信号量和事件 信号量 互斥锁同时只允许一个线程更改数据，而信号量Semaphore是同时允许一定数量的线程更改数据 。 假设商场里有4个迷你唱吧，所以同时可以进去4个人，如果来了第五个人就要在外面等待，等到有人出来才能再进去玩。 实现： 信号量同步基于内部计数器，每调用一次acquire()，计数器减1；每调用一次release()，计数器加1.当计数器为0时，acquire()调用被阻塞。这是迪科斯彻（Dijkstra）信号量概念P()和V()的Python实现。信号量同步机制适用于访问像服务器这样的有限资源。 信号量与进程池的概念很像，但是要区分开，信号量涉及到加锁的概念
from multiprocessing import Process,Semaphore import time,random def go_ktv(sem,user): sem.acquire() print('%s 占到一间ktv小屋' %user) time.sleep(random.randint(0,3)) #模拟每个人在ktv中待的时间不同 sem.release() if __name__ == '__main__': sem=Semaphore(4) p_l=[] for i in range(13): p=Process(target=go_ktv,args=(sem,'user%s' %i,)) p.start() p_l.append(p) for i in p_l: i.join() print('============》')信号量使用 事件 python线程的事件用于主线程控制其他线程的执行，事件主要提供了三个方法 set、wait、clear。
事件处理的机制：全局定义了一个“Flag”，如果“Flag”值为 False，那么当程序执行 event.wait 方法时就会阻塞，如果“Flag”值为True，那么event.wait 方法时便不再阻塞。clear：将“Flag”设置为False set：将“Flag”设置为True
事件介绍
from multiprocessing import Process,Semaphore,Event import time,random e = Event() #创建一个事件对象 print(e.is_set()) #is_set()查看一个事件的状态，默认为False，可通过set方法改为True print('look here！') # e.set() #将is_set()的状态改为True。 # print(e.is_set())#is_set()查看一个事件的状态，默认为False，可通过set方法改为Tr # e.clear() #将is_set()的状态改为False # print(e.is_set())#is_set()查看一个事件的状态，默认为False，可通过set方法改为Tr e.wait() #根据is_set()的状态结果来决定是否在这阻塞住，is_set()=False那么就阻塞，is_set()=True就不阻塞 print('give me！！') #set和clear 修改事件的状态 set-->True clear-->False #is_set 用来查看一个事件的状态 #wait 依据事件的状态来决定是否阻塞 False-->阻塞 True-->不阻塞事件方法的使用
from multiprocessing import Process, Event import time, random def car(e, n): while True: if not e.is_set(): # 进程刚开启，is_set()的值是Flase，模拟信号灯为红色 print('\033[31m红灯亮\033[0m，car%s等着' % n) e.wait() # 阻塞，等待is_set()的值变成True，模拟信号灯为绿色 print('\033[32m车%s 看见绿灯亮了\033[0m' % n) time.sleep(random.randint(2,4)) if not e.is_set(): #如果is_set()的值是Flase，也就是红灯，仍然回到while语句开始 continue print('车开远了,car', n) break # def police_car(e, n): # while True: # if not e.is_set():# 进程刚开启，is_set()的值是Flase，模拟信号灯为红色 # print('\033[31m红灯亮\033[0m，car%s等着' % n) # e.wait(0.1) # 阻塞，等待设置等待时间，等待0.1s之后没有等到绿灯就闯红灯走了 # if not e.is_set(): # print('\033[33m红灯,警车先走\033[0m，car %s' % n) # else: # print('\033[33;46m绿灯，警车走\033[0m，car %s' % n) # break def traffic_lights(e, inverval): while True: time.sleep(inverval) if e.is_set(): print('######', e.is_set()) e.clear() # ---->将is_set()的值设置为False else: e.set() # ---->将is_set()的值设置为True print('***********',e.is_set()) if __name__ == '__main__': e = Event() for i in range(10): p=Process(target=car,args=(e,i,)) # 创建10个进程控制10辆车 time.sleep(random.random(1, 3)) #车不是一下子全过来 p.start() # for i in range(5): # p = Process(target=police_car, args=(e, i,)) # 创建5个进程控制5辆警车 # p.start() #信号灯必须是单独的进程，因为它不管你车开到哪了，我就按照我红绿灯的规律来闪烁变换，对吧 t = Process(target=traffic_lights, args=(e, 5)) # 创建一个进程控制红绿灯 t.start() print('预备~~~~开始！！！')通过事件来模拟红绿灯示例
