进程间通信之消息队列

进程间通信之消息队列

1.按照先进先出的原则来存取消息，先放入的消息先被取出

2. 队列中没有消息则为空队列，这是无法执行取消息的操作。队列中消息个数达到上限则为满队列此时无法存入消息

3. 不同进程间，通过向队列存入和获取消息来达到通信的目的

from  multiprocessing  import  Queue

q = Queue(maxsize) 
功能 ：创建消息队列对象
maxsize :  设置消息队列大小，表示最多存多少个消息

q.put(obj,block = True,timeout = None)
功能：向队列中存入消息
obj ：要存入的对象
block：是否是阻塞模式，默认是True 如果设置为False为非阻塞

timeout: 当block = True时为阻塞时间

q.get（）
功能：从队列中取出一个消息
block：默认为True 表示阻塞，设置为false表示为非阻塞则如果队列为空立即返回empty异常
timeout： block= True 时 表示阻塞等待时间，超时则返回异常



q.full()
判断队列是否为满，如果满则返回True否则返回false

q.empty()
判断队列是否为空，如果空则返回True否则返回false

q.qsize() 
查看当前队列中消息的个数

练习：
父进程 ： 从终端获取输入内容，放入到消息队列

子进程 ： 从消息队列中得到内容，然后打印出来

共享内存：

特点 ：1. 效率高的进程间通信方式
       2. 安全性上有风险，因为内容的存放是会覆盖原有内容的，所以在使用时很可能已经被篡改
			 3. 基于2的原因，在使用时经常需要考虑加锁问题

from multiprocessing import Value，Array

1.两种方法使用上基本相同，value在共享内存存放一个数值，array可以存放多个数值，但是类型必须相同

2.任意的进程对共享内存中的数据进行修改后，即其他进程也会获得修改后的数据

3. 两个方法第一个参数相同，都是ctypes，详见表。第二个参数 value为一个相应类型的数值，array可以是数值（表示开辟一个包含多少数据的内存空间填充0），也可以是一个迭代对象（会给距迭代内容开辟空间并且将内容进行填充）

           管道         消息队列     共享内存

开辟空间   内存         内存         内存

读写方式   可双向 单向  先进先出     操作内存
           消息流       个数         数值数组 
					 send/recv    put/get      直接修改

效率       一般         一般          快

是否需要   不需要       不需要       需要
互斥


信号 ：

是一种异步的进程间通信方式

信号 有其名称，含义，和默认行为 

发送信号
import os

os.kill(pid,sig)
功能：向一个进程发送一个信号
pid ： 向哪个进程发送，该进程的PID号
sig ： 发送什么信号  使用 signal.signum

signal.alarm(sec)
功能：向自身发送一个信号
sec： 在sec秒后信号会被发送

* 一个进程中只能挂起一个时钟信号

处理信号

signal.pause()
功能：挂起等待一个信号

signal.signal(signum,handler)
功能：处理一个信号
参数： signum ： 要处理的信号
       handler： 对信号的处理方法
			 处理方法：忽略该信号     SIG_IGN
                 使用默认方法执行 SIG_DFL
								 使用指定方法执行 function 

异步处理 ： 在某一时刻使用signal扑捉信号，会告知内核帮进程监控，而不是阻塞等待。在进程的生命周期内，只要有该信号发送进来就会处理。

僵尸进程处理 
父进程在子进程执行结束前加入：
signal.signal(signal.SIGCHLD,signal.SIG_IGN)


同步和互斥 

临界资源 ： 对多个进程或线程可见，容易产生争夺的资源（如共享内存）称之为临界资源

临界区 ： 对临界资源进行操作的代码段，称之为临界区

同步 ： 同步是一种制约关系，为完成某种任务而建立两个或多个进程，进程间协调而有次序的等待，传递信息，完成工作。这种制约源于进程间的合作

互斥 ：互斥是一种间接的制约，当一个进程进入临界区进行加锁，其他进程此时无法操作临界资源，只有当该进程结束对临界资源的使用后，进行解锁，其他进程才可以使用。这种技术往往是通过阻塞完成的

同步互斥方法

Event 

e = Event()   创建事件对象

e.is_set()   判断事件是否被设置

e.set()   对事件对象进行设置

e.wait(2)   阻塞等待时间被设置 （参数表示超时时间）

Lock 
from multiprocessing import Lock
lock = Lock()

lock.acquire()  上锁 
lock.release()  解锁

with lock： 上锁

作业 ： 
司机和售票员的故事 

1. 创建父子进程分别表示司机和售票员
2. 当售票员扑捉 SIGINT 信号时 ，发送SIGUSR1给司机，司机打印（‘发车了’）
   
	 当售票员捕捉到 SIGQUIT 信号时，发送SIGUSR2给司机，司机打印（'停车'）
   
	 司机捕捉到 SIGTSTP, 发送 SIGUSR1给售票员，
	 售票员打印（‘到站了 请下车’）
3.到站后司机等待售票员先下车，然后自己exit

温馨提示 ： 当通过键盘发送信号时，会发送给终端的所有进程