day34 并行并发、进程开启、僵尸及孤儿进程

1、并行与并发

什么是并行？

并行指的是多个进程同时被执行，是真正意义上的同时

什么是并发？

并发指的是多个程序看上去被同时执行，这是因为cpu在多个程序之间不停的进行切换，且切换的速度十分快，让我们觉得自己在共享这段时间，所以不是真正意义上的同时

2、阻塞与非阻塞

阻塞：

当程序在执行过程中遇到了IO操作，此时进入阻塞状态

非阻塞：

当程序正常执行代码而没有遇到IO操作时，此时就是非阻塞状态

3、程序执行的三种状态

在程序执行过程中，程序不是一直在执行的，那么程序在什么时候进行切换呢?

CPU切换一般分为两种情况：

程序需要进行IO操作，程序进入阻塞状态，CPU切换执行其他程序
程序执行时间过长，其时间片消耗完，CPU 切换执行其他程序

程序在执行过程中是在三种状态之间不停的进行切换

这三种状态分别是：执行态、就绪态、阻塞态

程序在被CPU执行时，进入执行态，当程序进行IO操作时，CPU切换执行其他程序，此时程序进入阻塞态，当程序的IO操作完成后，CPU不会立马执行这个程序，而是程序进入就绪态，等待CPU的执行；当然CPU还有另一种切换的情况既程序执行时间过长，此时程序没有进入阻塞态，而是直接进入就绪态，等待被CPU 执行

4、开启进程的方法

进程的开启与关闭时由操作系统进行的，那么我们如何开启进程呢？

我们在开启进程时，实际上不是在开启进程，而是给系统发起一个指令，操作系统再根据我们的指令开启进程，所以有时我们在开启进程的过程中会发现，虽然发起了进程开启的指令，但是还是会一小段时间后才能开启成功

开启进程的两种方式：

直接将子进程执行的代码作为参数传入开启的子进程

from  multiprocessing import Process
def test(name):
    print("子进程开启")
    print(name)
    print("子进程结束")

if __name__ == "__main__":
    print("父进程开启")
    print(os.getpid())
    p = Process(target=test,args=("lee",))
    p.start()
    print("父进程结束")
    
# 执行结果
# 父进程开启
# 13254
# 父进程结束
# 子进程开启
# lee
# 子进程结束

这种方式将需要执行的代码直接作为参数传递给子进程，除此之外，还有另一种方法可以将需要子进程执行的代码传递给子进程，那就是利用Process类将需要执行的代码直接写入到自己写的Process的子类中

在上面的代码中可以看到Process是一个类，那么我们就可以直接继承自Process类，重写其run方法就可以使子进程执行相应的程序

继承Process方法重写其run方法开启子进程

from multiprocessing import Process

class MyProcess(Process):
    def __init__(self, name):
        super().__init__()
        self.name = name

    def run(self):
        print("子进程开启")
        print(self.name)
        print("子进程结束")


if __name__ == "__main__":
    print("父进程开启")
    p = MyProcess(name="rose")
    p.start()
    print("父进程结束")
    
# 执行结果
#父进程开启
# 父进程结束
# 子进程开启
# rose
# 子进程结束

5、在Windows及liunx中使用开启多进程的不同之处

在使用子进程执行程序时，子进程会首先copy父进程的部分数据，然后再将父进程的代码导入到子进程中，此时如果不将父进程放入if __name__ == __main__中就会出现递归导入，导致程序报错

但是在Linux中，开启的子进程会完全复制父进程的代码及记录运行状态，然后再进行执行，所以不会形成递归调用

当我们将程序交给子进程进行运行时，此时父进程与子进程之间的数据就是完全独立的两份，父进程的执行不会影响子进程中的变量，子进程的运行也不会影响父进程的变量

6、join方法

在使用父进程开启了子进程后，如果父进程的执行需要等到子进程的执行结果，那么就需要让父进程等待子进程的执行，但是当父进程执行较快时，子进程的执行还没有完成，父进程就会结束，此时需要让父进程等待子进程的执行，此时就需要使用join方法，join的作用就是提高子进程的优先级，使其执行完毕后才执行父进程

from multiprocessing import Process

 def run(name):
    print("子进程开启")
    print(name)
    print("子进程结束")

if __name__  == "__main__":
    print("父进程开启")
    p = Process(target=run,args=("lee",))
    p.start()
    p.join()
    print("父进程结束")
    
# 运行结果
# 父进程开始
# 子进程开始
# lee
# 子进程结束
# 父进程结束

7、多进程中的其它方法

name：进程的名字，在实例化进程对象时可以进行制定，如果不指定显示的是Process-编号的形式

is_alive()：判断子进程是否仍存活

terminate()：直接将子进程结束(杀死子进程)

pid：显示子进程的进程编号

8、pid与ppid

pid：进程编号，指的是当前进程的进程号

ppid：父进程编号，指的是当前进程的父进程的进程编号

9、僵尸进程与孤儿进程

僵尸进程：

当子进程执行结束而父进程还没有结束时，系统会将子进程的资源进行回收，但是由于父进程需要查询子进程的进程号等信息，所以不会将子进程的进程描述符清除，此时如果父进程不使用wait()或waitpid()查询子进程，那么子进程会一直存在，产生僵尸进程，如果僵尸进程过多，那么就会占用系统的pid号，影响其他程序使用，不过在python中会对僵尸进程进行处理，不需要我们手动进行处理

孤儿进程：

当父进程已经结束，而子进程还没有结束时，这时候子进程就称之为孤儿进程，孤儿进程会交给系统进行处理，孤儿进程没有危害