目錄一、多任務(wù)編程二、進(jìn)程三、os.fork創(chuàng)建進(jìn)程3.1、進(jìn)程ID和退出函數(shù)四、孤兒和僵尸4.1、孤兒進(jìn)程4.2、僵尸進(jìn)程4.3、如何避免僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生五、Multiprocessing創(chuàng)建進(jìn)程5.1、multiprocessing進(jìn)程屬性六、進(jìn)程池七、進(jìn)程間通信(IPC)7.1、管道通信(Pipe)7.2、消息隊(duì)列7.3、共享內(nèi)存7.4、信號(hào)量(信號(hào)燈集)一、多任務(wù)編程

意義：充分利用計(jì)算機(jī)的資源提高程序的運(yùn)行效率

定義：通過(guò)應(yīng)用程序利用計(jì)算機(jī)多個(gè)核心，達(dá)到同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)的目的

實(shí)施方案： 多進(jìn)程、多線程

并行：多個(gè)計(jì)算機(jī)核心并行的同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)

并發(fā)：內(nèi)核在多個(gè)任務(wù)間不斷切換，達(dá)到好像內(nèi)核在同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)的運(yùn)行效果

進(jìn)程：程序在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行一次的過(guò)程

程序：是一個(gè)可執(zhí)行文件，是靜態(tài)的，占有磁盤，不占有計(jì)算機(jī)運(yùn)行資源

進(jìn)程：進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程描述，占有CPU內(nèi)存等計(jì)算機(jī)資源的，有一定的生命周期

同一個(gè)程序的不同執(zhí)行過(guò)程是不同的進(jìn)程，因?yàn)榉峙涞挠?jì)算機(jī)資源等均不同

父子進(jìn)程 : 系統(tǒng)中每一個(gè)進(jìn)程(除了系統(tǒng)初始化進(jìn)程)都有唯一的父進(jìn)程,可以有0個(gè)或多個(gè)子進(jìn)程。父子進(jìn)程關(guān)系便于進(jìn)程管理。

二、進(jìn)程

CPU時(shí)間片：如果一個(gè)進(jìn)程在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)被計(jì)算機(jī)分配了內(nèi)核，我們稱為該進(jìn)程在CPU時(shí)間片上。

PCB(進(jìn)程控制塊)：存放進(jìn)程消息的空間

進(jìn)程ID(PID)：進(jìn)程在操作系統(tǒng)中的唯一編號(hào)，由系統(tǒng)自動(dòng)分配

進(jìn)程信息包括：進(jìn)程PID，進(jìn)程占有的內(nèi)存位置，創(chuàng)建時(shí)間，創(chuàng)建用戶. . . . . . . .

進(jìn)程特征：

進(jìn)程是操作系統(tǒng)分配計(jì)算機(jī)資源的最小單位 每一個(gè)進(jìn)程都有自己?jiǎn)为?dú)的虛擬內(nèi)存空間 進(jìn)程間的執(zhí)行相互獨(dú)立，互不影響

進(jìn)程的狀態(tài)

1、三態(tài)

就緒態(tài)：進(jìn)程具備執(zhí)行條件，等待系統(tǒng)分配CPU 運(yùn)行態(tài)：進(jìn)程占有CPU處理器，處于運(yùn)行狀態(tài) 等待態(tài)：進(jìn)程暫時(shí)不具備運(yùn)行條件，需要阻塞等待，讓出CPU

2、五態(tài)（增加新建態(tài)和終止態(tài)）

新建態(tài)：創(chuàng)建一個(gè)新的進(jìn)程，獲取資源的過(guò)程 終止態(tài)：進(jìn)程結(jié)束釋放資源的過(guò)程

查看進(jìn)程樹：pstree

查看父進(jìn)程PID：ps -ajx

linux查看進(jìn)程命令：ps -aux

有一列為STAT為進(jìn)程的狀態(tài)

D 等待態(tài) （不可中斷等待）（阻塞） S 等待態(tài) （可中斷等待）（睡眠） T 等待態(tài) （暫停狀態(tài)） R 運(yùn)行態(tài) （就緒態(tài)運(yùn)行態(tài)） Z 僵尸態(tài) + 前臺(tái)進(jìn)程（能在終端顯示出現(xiàn)象的） < 高優(yōu)先級(jí) N 低優(yōu)先級(jí) l 有多線程的 s 會(huì)話組組長(zhǎng)三、os.fork創(chuàng)建進(jìn)程

pid = os.fork()　

功能：創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程

返回值：創(chuàng)建成功在原有的進(jìn)程中返回子進(jìn)程的PID，在子進(jìn)程中返回0；創(chuàng)建失敗返回一個(gè)負(fù)數(shù)

父子進(jìn)程通常會(huì)根據(jù)fork返回值的差異選擇執(zhí)行不同的代碼（使用if結(jié)構(gòu)）

import os from time import sleeppid = os.fork()if pid < 0: print('創(chuàng)建進(jìn)程失敗')#子進(jìn)程執(zhí)行部分elif pid == 0: print('新進(jìn)程創(chuàng)建成功')#父進(jìn)程執(zhí)行部分else: sleep(1) print('原來(lái)的進(jìn)程')print('程序執(zhí)行完畢')# 新進(jìn)程創(chuàng)建成功# 原來(lái)的進(jìn)程# 程序執(zhí)行完畢 子進(jìn)程會(huì)復(fù)制父進(jìn)程全部代碼段(包括fork前的代碼)但是子進(jìn)程僅從fork的下一句開(kāi)始執(zhí)行 父進(jìn)程不一定先執(zhí)行(進(jìn)程之間相互獨(dú)立，互不影響) 父子進(jìn)程各有自己的屬性特征，比如：PID號(hào)PCB內(nèi)存空間 父進(jìn)程fork之前開(kāi)辟的空間子進(jìn)程同樣擁有，但是進(jìn)程之間相互獨(dú)立，互不影響．

父子進(jìn)程的變量域

import os from time import sleep a = 1pid = os.fork()if pid < 0: print('創(chuàng)建進(jìn)程失敗')elif pid == 0: print('子進(jìn)程') print('a = ',a) a = 10000 print('a = ',a)else: sleep(1) print('父進(jìn)程') print('parent a :',a) # a = 1# 子進(jìn)程# a = 1# a = 10000# 父進(jìn)程# parent a : 13.1、進(jìn)程ID和退出函數(shù)

os.getpid()獲取當(dāng)前進(jìn)程的PID號(hào)

返回值：返回PID號(hào)

os.getppid()獲取父類進(jìn)程的進(jìn)程號(hào)

返回值：返回PID號(hào)

import ospid = os.fork()if pid < 0: print('Error')elif pid == 0: print('Child PID:', os.getpid()) # 26537 print('Get parent PID:', os.getppid()) # 26536else: print('Get child PID:', pid) # 26537 print('Parent PID:', os.getpid()) # 26536

os._exit(status)退出進(jìn)程

參數(shù)：進(jìn)程的退出狀態(tài)整數(shù)

sys.exit([status])退出進(jìn)程

參數(shù)：默認(rèn)為0　整數(shù)則表示退出狀態(tài)；符串則表示退出時(shí)打印內(nèi)容

sys.exit([status])可以通過(guò)捕獲SystemExit異常阻止退出

import os,sys# os._exit(0) # 退出進(jìn)程try: sys.exit('退出')except SystemExit as e: print('退出原因：',e) # 退出原因： 退出四、孤兒和僵尸4.1、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(huì)變成孤兒進(jìn)程

孤兒進(jìn)程會(huì)被系統(tǒng)指定的進(jìn)程收養(yǎng)，即系統(tǒng)進(jìn)程會(huì)成為該孤兒進(jìn)程新的父進(jìn)程。孤兒進(jìn)程退出時(shí)該父進(jìn)程會(huì)處理退出狀態(tài)

4.2、僵尸進(jìn)程

子進(jìn)程先與父進(jìn)程退出，父進(jìn)程沒(méi)有處理子進(jìn)程退出狀態(tài)，此時(shí)子進(jìn)程成為僵尸進(jìn)程

僵尸進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束，但是會(huì)滯留部分PCB信息在內(nèi)存，大量的僵尸會(huì)消耗系統(tǒng)資源，應(yīng)該盡量避免

4.3、如何避免僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生

父進(jìn)程處理子進(jìn)程退出狀態(tài)

pid, status = os.wait()

功能：在父進(jìn)程中阻塞等待處理子進(jìn)程的退出

返回值：pid 退出的子進(jìn)程的PID號(hào)

status 子進(jìn)程的退出狀態(tài)

import os, syspid = os.fork()if pid < 0: print('Error')elif pid == 0: print('Child process', os.getpid()) # Child process 27248 sys.exit(1)else: pid, status = os.wait() # 阻塞等待子進(jìn)程退出 print('pid : ', pid)# pid : 27248 # 還原退出狀態(tài) print('status:', os.WEXITSTATUS(status)) # status: 1 while True: pass

創(chuàng)建二級(jí)子進(jìn)程

父進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程等待子進(jìn)程退出 子進(jìn)程創(chuàng)建二級(jí)子進(jìn)程，然后馬上退出 二級(jí)子進(jìn)程成為孤兒，處理具體事件

import osfrom time import sleepdef fun1(): sleep(3) print('第一件事情')def fun2(): sleep(4) print('第二件事情')pid = os.fork()if pid < 0: print('Create process error')elif pid == 0: # 子進(jìn)程 pid0 = os.fork() # 創(chuàng)建二級(jí)進(jìn)程 if pid0 < 0:print('創(chuàng)建二級(jí)進(jìn)程失敗') elif pid0 == 0: # 二級(jí)子進(jìn)程fun2() # 做第二件事 else: # 二級(jí)進(jìn)程os._exit(0) # 二級(jí)進(jìn)程退出else: os.wait() fun1() # 做第一件事# 第一件事情# 第二件事情

通過(guò)信號(hào)處理子進(jìn)程退出

原理: 子進(jìn)程退出時(shí)會(huì)發(fā)送信號(hào)給父進(jìn)程,如果父進(jìn)程忽略子進(jìn)程信號(hào), 則系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)處理子進(jìn)程退出。

方法: 使用signal模塊在父進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程前寫如下語(yǔ)句 :

import signal

signal.signal(signal.SIGCHLD,signal.SIG_IGN)

特點(diǎn) : 非阻塞,不會(huì)影響父進(jìn)程運(yùn)行。可以處理所有子進(jìn)程退出

五、Multiprocessing創(chuàng)建進(jìn)程

步驟：

需要將要做的事情封裝成函數(shù) multiprocessing.Process創(chuàng)建進(jìn)程，并綁定函數(shù) start啟動(dòng)進(jìn)程 join回收進(jìn)程

p = multiprocessing.Process(target, [name], [args], [kwargs])

創(chuàng)建進(jìn)程對(duì)象

參數(shù)：

target ： 要綁定的函數(shù)名 name ： 給進(jìn)程起的名稱 （默認(rèn)Process-1） args：元組用來(lái)給target函數(shù)傳參 kwargs :字典用來(lái)給target函數(shù)鍵值傳參

p.start()

功能： 啟動(dòng)進(jìn)程 自動(dòng)運(yùn)行terget綁定函數(shù)。此時(shí)進(jìn)程被創(chuàng)建

p.join([timeout])

功能： 阻塞等待子進(jìn)程退出，最后回收進(jìn)程

參數(shù)： 超時(shí)時(shí)間

multiprocessing的注意事項(xiàng)：

使用multiprocessing創(chuàng)建進(jìn)程子進(jìn)程同樣復(fù)制父進(jìn)程的全部?jī)?nèi)存空間，之后有自己獨(dú)立的空間，執(zhí)行上互不干擾 如果不使用join回收可能會(huì)產(chǎn)生僵尸進(jìn)程 一般父進(jìn)程功能就是創(chuàng)建子進(jìn)程回收子進(jìn)程，所有事件交給子進(jìn)程完成 multiprocessing創(chuàng)建的子進(jìn)程無(wú)法使用ptint

import multiprocessing as mp from time import sleep import osa = 1def fun(): sleep(2) print('子進(jìn)程事件',os.getpid()) global a a = 10000 print('a = ',a)p = mp.Process(target = fun) # 創(chuàng)建進(jìn)程對(duì)象p.start() # 啟動(dòng)進(jìn)程sleep(3)print('這是父進(jìn)程')p.join() # 回收進(jìn)程print('parent a:',a)# 子進(jìn)程事件 5434# a = 10000# 這是父進(jìn)程# parent a: 1Process(target)5.1、multiprocessing進(jìn)程屬性

p.name ：進(jìn)程名稱

p.pid ：對(duì)應(yīng)子進(jìn)程的PID號(hào)

p.is_alive()：查看子進(jìn)程是否在生命周期

p.daemon： 設(shè)置父子進(jìn)程的退出關(guān)系

如果等于True則子進(jìn)程會(huì)隨父進(jìn)程的退出而結(jié)束，就不用使用 join()，必須要求在start()前設(shè)置

六、進(jìn)程池

引言：如果有大量的任務(wù)需要多進(jìn)程完成，而任務(wù)周期又比較短且需要頻繁創(chuàng)建。此時(shí)可能產(chǎn)生大量進(jìn)程頻繁創(chuàng)建銷毀的情況，消耗計(jì)算機(jī)資源較大，這個(gè)時(shí)候就需要進(jìn)程池技術(shù)

進(jìn)程池的原理：創(chuàng)建一定數(shù)量的進(jìn)程來(lái)處理事件,事件處理完進(jìn)程不退出而是繼續(xù)處理其他事件,直到所有事件全都處理完畢統(tǒng)一銷毀。增加進(jìn)程的重復(fù)利用,降低資源消耗。

1．創(chuàng)建進(jìn)程池，在池內(nèi)放入適當(dāng)數(shù)量的進(jìn)程

from multiprocessing import Pool

Pool(processes)創(chuàng)建進(jìn)程池對(duì)象

參數(shù)：進(jìn)程數(shù)量 返回 ：指定進(jìn)程數(shù)量，默認(rèn)根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)判定

2．將事件封裝函數(shù)，放入到進(jìn)程池

pool.apply_async(fun,args,kwds)將事件放入進(jìn)程池執(zhí)行

參數(shù)：

fun 要執(zhí)行的事件函數(shù) args 以元組為fun傳參 kwds 以字典為fun傳參

返回值 ：返回一個(gè)事件對(duì)象 通過(guò)get()屬性函數(shù)可以獲取fun的返回值

3．關(guān)閉進(jìn)程池

pool.close()：關(guān)閉進(jìn)程池，無(wú)法再加入事件

4．回收進(jìn)程

pool.join()：回收進(jìn)程池

from multiprocessing import Poolfrom time import sleep,ctimepool = Pool(4) # 創(chuàng)建進(jìn)程池# 進(jìn)程池事件def worker(msg): sleep(2) print(msg) return ctime()# 向進(jìn)程池添加執(zhí)行事件for i in range(4): msg = 'Hello %d'%i # r 代表func事件的一個(gè)對(duì)象 r = pool.apply_async(func=worker,args=(msg,))pool.close() # 關(guān)閉進(jìn)程池pool.join() # 回收進(jìn)程池# Hello 3# Hello 2# Hello 0# Hello 1七、進(jìn)程間通信(IPC)

由于進(jìn)程間空間獨(dú)立，資源無(wú)法共享，此時(shí)在進(jìn)程間通信就需要專門的通信方法。

進(jìn)程間通信方法 ： 管道 消息隊(duì)列 共享內(nèi)存 信號(hào)信號(hào)量 套接字

7.1、管道通信(Pipe)

通信原理：在內(nèi)存中開(kāi)辟管道空間，生成管道操作對(duì)象，多個(gè)進(jìn)程使用同一個(gè)管道對(duì)象進(jìn)行讀寫即可實(shí)現(xiàn)通信　

from　multiprocessing import Pipe

fd1, fd2 = Pipe(duplex = True)

功能：創(chuàng)建管道 參數(shù)：默認(rèn)表示雙向管道，如果為False 表示單向管道 返回值：表示管道兩端的讀寫對(duì)象；如果是雙向管道均可讀寫；如果是單向管道fd1只讀 fd2只寫

fd.recv()

功能 : 從管道獲取內(nèi)容 返回值:獲取到的數(shù)據(jù)，當(dāng)管道為空則阻塞

fd.send(data)

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

注意：

multiprocessing中管道通信只能用于父子關(guān)系進(jìn)程中 管道對(duì)象在父進(jìn)程中創(chuàng)建，子進(jìn)程通過(guò)父進(jìn)程獲取

from multiprocessing import Pipe, Processfd1, fd2 = Pipe() # 創(chuàng)建管道，默認(rèn)雙向管道def fun1(): data = fd1.recv() # 從管道獲取消息 print('管道２傳給管道１的數(shù)據(jù)', data) inpu = '跟你說(shuō)句悄悄話' fd1.send(inpu)def fun2(): fd2.send('肥水不流外人天') data = fd2.recv() print('管道１傳給管道２的數(shù)據(jù)', data)p1 = Process(target=fun1)P2 = Process(target=fun2)p1.start()P2.start()p1.join()P2.join()# 管道２傳給管道１的數(shù)據(jù) 肥水不流外人天# 管道１傳給管道２的數(shù)據(jù) 跟你說(shuō)句悄悄話7.2、消息隊(duì)列

從內(nèi)存中開(kāi)辟隊(duì)列結(jié)構(gòu)空間，多個(gè)進(jìn)程可以向隊(duì)列投放消息，在取出來(lái)的時(shí)候按照先進(jìn)先出順序取出

q = Queue(maxsize = 0)

創(chuàng)建隊(duì)列對(duì)象

maxsize ：默認(rèn)表示系統(tǒng)自動(dòng)分配隊(duì)列空間；如果傳入正整數(shù)則表示最多存放多少條消息 返回值 ： 隊(duì)列對(duì)象

q.put(data,[block,timeout])

向隊(duì)列中存入消息

data：存放消息（python數(shù)據(jù)類型） block：默認(rèn)為True表示當(dāng)前隊(duì)列滿的時(shí)候阻塞，設(shè)置為False則表示非阻塞 timeout：當(dāng)block為True表示超時(shí)時(shí)間

返回值：返回獲取的消息

q.get([block,timeout])

從隊(duì)列取出消息

參數(shù):block 設(shè)置是否阻塞 False為非阻塞；timeout 超時(shí)檢測(cè) 返回值: 返回獲取到的內(nèi)容

q.full()：判斷隊(duì)列是否為滿

q.empty()：判斷隊(duì)列是否為空

q.qsize()：判斷當(dāng)前隊(duì)列有多少消息

q.close()：關(guān)閉隊(duì)列

from multiprocessing import Process, Queuefrom time import sleepfrom random import randint# 創(chuàng)建消息隊(duì)列q = Queue(3)# 請(qǐng)求進(jìn)程def request(): for i in range(2): x = randint(0, 100) y = randint(0, 100) q.put((x, y))# 處理進(jìn)程def handle(): while True: sleep(1) try: x, y = q.get(timeout=2) except: break else: print('%d + %d = %d' % (x, y, x + y))p1 = Process(target=request)p2 = Process(target=handle)p1.start()p2.start()p1.join()p2.join()# 12 + 61 = 73# 69 + 48 = 1177.3、共享內(nèi)存

在內(nèi)存中開(kāi)辟一段空間，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)多個(gè)進(jìn)程可見(jiàn)，每次寫入共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)會(huì)覆蓋之前的內(nèi)容，效率高，速度快

from multiprocessing import Value, Array

obj = Value(ctype,obj)

功能：開(kāi)辟共享內(nèi)存空間

參數(shù)：

ctype：字符串，要轉(zhuǎn)變的c的數(shù)據(jù)類型，對(duì)比類型對(duì)照表

obj：共享內(nèi)存的初始化數(shù)據(jù)

返回：共享內(nèi)存對(duì)象

from multiprocessing import Process,Valueimport timefrom random import randint# 創(chuàng)建共享內(nèi)存money = Value(’i’, 5000)# 修改共享內(nèi)存def man(): for i in range(30): time.sleep(0.2) money.value += randint(1, 1000)def girl(): for i in range(30): time.sleep(0.15) money.value -= randint(100, 800)m = Process(target=man)g = Process(target=girl)m.start()g.start()m.join()g.join()print('一月余額:', money.value) # 獲取共享內(nèi)存值# 一月余額: 4264

obj = Array(ctype,obj)

功能：開(kāi)辟共享內(nèi)存

參數(shù)：

ctype：要轉(zhuǎn)化的c的類型

obj：要存入共享的數(shù)據(jù)

如果是列表將列表存入共享內(nèi)存，要求數(shù)據(jù)類型一致

如果是正整數(shù)表示開(kāi)辟幾個(gè)數(shù)據(jù)空間

from multiprocessing import Process, Array# 創(chuàng)建共享內(nèi)存# shm = Array(’i’,[1,2,3])# shm = Array(’i’,3) # 表示開(kāi)辟三個(gè)空間的列表shm = Array(’c’,b'hello') #字節(jié)串def fun(): # 共享內(nèi)存對(duì)象可迭代 for i in shm: print(i) shm[0] = b’H’p = Process(target=fun)p.start()p.join()for i in shm: # 子進(jìn)程修改，父進(jìn)程中也跟著修改 print(i)print(shm.value) # 打印字節(jié)串　b’Hello’7.4、信號(hào)量(信號(hào)燈集)

通信原理：給定一個(gè)數(shù)量對(duì)多個(gè)進(jìn)程可見(jiàn)。多個(gè)進(jìn)程都可以操作該數(shù)量增減,并根據(jù)數(shù)量值決定自己的行為。

from multiprocessing import Semaphoresem = Semaphore(num)

創(chuàng)建信號(hào)量對(duì)象

參數(shù) : 信號(hào)量的初始值 返回值 : 信號(hào)量對(duì)象

sem.acquire()將信號(hào)量減1 當(dāng)信號(hào)量為0時(shí)阻塞

sem.release()將信號(hào)量加1

sem.get_value()獲取信號(hào)量數(shù)量

from multiprocessing import Process, Semaphoresem = Semaphore(3) # 創(chuàng)建信號(hào)量，最多允許３個(gè)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行def rnewu(): sem.acquire() # 每執(zhí)行一次減少一個(gè)信號(hào)量 print('執(zhí)行任務(wù).....執(zhí)行完成') sem.release() # 執(zhí)行完成后增加信號(hào)量for i in range(3): # 有３個(gè)人想要執(zhí)行任務(wù) p = Process(target=rnewu) p.start() p.join()

以上就是詳解python網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于python網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！