一 操作系统
1 为什么要有操作系统
计算机是由一个或者多个处理器CPU，内存条，磁盘，键盘，鼠标，显示器，以及各种其他输入输出设备组成的机器。如果我们想让自己的应用程序运行在计算机上，我们需要了解
计算机中所有的细节例如处理器怎么运行，内存的分配等等。每位程序员不可能掌握所有系统实现的细节，并且管理优化这些部件是一件挑战性极强的工作。因此就出现了操作系统(操作系统也是一个软件)。
操作系统的定义:操作系统是一个用来协调、管理和控制计算机硬件和软件资源的系统程序，它位于硬件和应用程序之间。起承上启下的作用。我们写好的程序只需要给操作系统即可，
操作系统会给我们的程序分配内存等等一些操作。
二 多任务
多任务就是同一时刻多个任务同时执行，例如开演唱会时明星一边唱歌一边跳舞，开车时眼睛看路手操作方向盘。这些都是多任务场景。
对于电脑来说多任务就是同时运行多个应用程序，例如qq、微信、浏览器等等同时在电脑上运行。
1 电脑实现多任务的原理
例如qq、微信、网易云音乐播放器3个应用程序能同时运行是因为CPU在多个应用程序之间高速切换的结果,当CPU切换到了qq,就用0.01s时间(时间不确定)执行qq程序，然后再随机切换到其他应用程序在执行一段时间，CPU在多个程序之间快速往复执行，我们的肉眼根本感觉不到卡顿，导致我们的错觉感觉是同时运行的效果。如果电脑运行了多个程序有时候会出现卡顿现象是因为cup切换不过来了。
2 单核 双核 CPU 介绍
单核CPU 指的是CPU中有一个核心（形象理解CPU是人的头，核心是头里面包含的大脑），用来处理程序。
双核/四核CPU 就是CPU中有2个或者4个核心，(1个脑袋中长了2个大脑或者4个大脑)，相当于有2个单核CPU或者是4个单核CPU
在python中实现多任务有3种方式，进程、线程、协程。
三 进程
1什么是进程
我们想通过酷我听歌，具体的过程应该是先找到酷我应用程序，然后双击就会播放音乐。
当我们双击的时候，操作系统将程序装载到内存中，操作系统为它分配资源，然后才能运行。运行起来的应用程序就称之为进程。也就是说当程序不运行的时候我们称之为程序，当程序运行起来他就是一个进程。通俗的理解就是不运行的时候是程序，运行起来就是进程。程序和进程的对应关系是:程序只有一个，但是进程可以有多个。
2 创建多进程
import time
def sing():
for i in range(3):
print('...正在唱歌...',i)
time.sleep(1)
def dance():
for i in range(3):
print('...正在跳舞'...，i)
time.sleep(1)
def main():
sing()
dance()
if __name__ == '__main__':
main()花费了6s 的时间
2 使用进程让唱歌和跳舞一起执行。
import time
import multiprocessing #导入 多进程模块
def sing():
for i in range(3):
print('...正在唱歌...')
time.sleep(1)
def dance():
for i in range(3):
print('...正在跳舞...')
time.sleep(1)
def main():
p1 = multiprocessing.Process(target = sing) #创建进程p1 执行sing函数
p2 = multiprocessing.Process(target = dance) #创建进程p2 执行sing函数
p1.start() #开始执行进程p1
p2.start() #开始执行进程p2
# 开启了2个子进程p1，p2
if __name__ == '__main__':
main()
花费了3秒的时间，提升了程序的运行效率
程序理解：
主进程从main()开始执行，执行main函数体，当执行到p1.start()时，创建一个子进程，p1子进程中的代码和主进程相同，只是程序执行的开始是 sing函数体。
主进程执行到p2.start()时，同样复制一份主进程代码从danc函数体开始执行。
import multiprocessing
import time
g_num = 10
def test1():
global g_num
g_num += 1
print('test1--->>',g_num)
def test2():
print('test2--->>',g_num)
def main():
p1 = multiprocessing.Process(target=test1)
p2 = multiprocessing.Process(target=test2)
p1.start()
p2.start()
if __name__ == '__main__':
main()3 进程的状态
在程序运行的过程中，由于被操作系统的调度算法控制，程序会进入几个状态：就绪，运行和阻塞。
（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。
4 进程之间的通讯
刚才我们说了进程可以理解为复制了一份程序有加载到了内存了，进程之间是独立的，如果我想两个进程之间进行通讯怎么办呢？我们可以使用Queue 队列，队列是一种先进先出的存储数据结构，就比如排队上厕所一个道理。
两个进程通讯，就是一个子进程往queue中写内容，另一个进程从queue中取出数据。就实现了进程间的通讯了。
（1） queue 队列
1 创建 queue队列对象
q = multiprocessing.Queue(3) # 3表示只能存放3个数据
参数 ：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。
返回值q 是队列对象
q = multiprocessing.Queue(3) # 3表示只能存放3个数据
参数 ：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。
返回值q 是队列对象
- put()方法 ，向队列中存放数据。如果队列已满，此方法将阻塞至有空间可用为止。
- get()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。
- get_nowait(): 不等待，直接抛出异常
- full()如果q已满，返回为True
- q.empty() 如果调用此方法时 q为空，返回True
import multiprocessing
# 可以写参数，如果不写默认可以表示放任意多个数据
# 指定参数后，只能存放指定的个数的数据
q = multiprocessing.Queue(3)
q.put('哈哈')
q.put('123')
q.put([1,2,3])
#q.put('lala') #阻塞了，直到有数据被使用后，才能继续放进去，否则一值等待
#q.put_notwait('haha') #程序会报错 队列满了
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())
#q.get_notwait() #同q.put_notwait
q.empty() #判断队列中是否还有数据 True 或者 False
q.full() #判断队列是否满了 True 或者 False进程的传递参数
import time
import multiprocessing
def sing(num):
for i in range(num):
print('...正在唱歌...',i)
time.sleep(1)
def dance(num):
for i in range(num):
print('...正在跳舞...',i)
time.sleep(1)
def main()
p1 = multiprocessing.Process(target=sing,args=(3,))
# 传递参数，传递的是元组 所以3 后面要加逗号
p2 = multiprocessing.Process(target=dance,args=(3,))
p1.start
p2.start
if __name__ =='__main__':
main()
print(''程序结束了)
练习 1 使用queue模拟多任务下载和处理数据
from multiprocessing import Process,Queue
def download_data(q):
lst = ['a','b','c']
for i in lst:
q.put(i) #将下载的数据保存到队列中
print('下载的数据')
def process_data(q)：
for i in range(q.qsize()):
print(q.get())
print('处理数据')
def main():
#先创建一个队列
q = Queue()
#创建两个子进程
q1 = Process(target=download_data,args=(q,))
q2 = Process(target=download_data,args=(q,))
q1.start()
q2.start()
if __name__ == '__main__':
main 5.进程池
当需要创建的子进程数量不多时，我们可以直接利用multiporcessing中的Process动态生成多个进程，但是如果现在有100个任务需要处理，那我们需要多少个子进程呢，如果我们创建100个子进程也可以实现，但是资源比较浪费。我们也可以创建指定个数个子进程，例如只创建10个子进程，让着10个子进程重复的执行任务，这样就节约了资源。
就比如我们去景区湖上游玩，游船是重复利用的。
我们可以使用multiprocessing模块提供的Pool类，也就是进程池，可以到达进程重复利用。泸沽岛
创建进程池对象的时候可以指定一个最大进程数，当有新的请求提交到进程池中，如果池中的进程数还没有满，那么就会创建一个新的进程用来执行该请求，但是如果池中的进程数满了，该请求就会等待，知道进程池中的进程有结束的了，才会使用这个结束的进程来执行新的任务。
join 主进程等待所有子进程执行完毕，必须在close之后。
close 等待所有进程结束才关闭线程池