多进程

多进程

进程 ： 程序在计算机中一次执行的过程

程序 ： 是一个静态的描述，不占有计算机资源
进程 ： 是一个动态的过程，占有cpu内存的计算机资源，有一定的生命周期。

* 同一个程序，每次执行都是不同的进程。因为分配的计算机资源不同

1. 进程的创建流程
用户空间运行程序发起进程创建申请---》调用操作系统内核接口创建进程 ----》 分配计算机资源，确定进程状态---》 将新的进程提供给用户使用

2. 多个进程，如何占用cpu
* 一个内核统一时刻只能运行一个任务
* 多个进程对内核资源进行争夺，操作系统决定哪个进程占有计算机核心
* 占有计算机核心的进程我们称为该进程占有cpu的时间片

3. 进程有哪些信息，如何保存
PCB （进程控制块）： 在*nix系统中进程创建后，会在内存开辟一块空间存放进程的相关信息，称为PCB

查看进程信息   ps -aux

信息 ： 用户   PID  占有内存  优先级 等
PID : 在操作系统中进程的唯一标志，是大于0的整数，由系统自动分配

4.进程特征
* 进程是操作系统资源分配的最小单位
* 每个进程单独占有4G虚拟内存
* 进程之间相互独立，运行不受影响

进程的状态

三态

就绪态 ： 进程具备运行条件，等待系统分配处理器运行
运行态 ： 进程占有cpu处于运行的状态
等待态 ： 又称为阻塞态，睡眠态，指进程暂时不具备运行的条件，需要阻塞等待
          （sleep  accept。。。）

五态

新建态 ： 创建一个进程，获取资源，直接表现为运行一个程序，或者在程序中创建新的进程

终止态 ： 进程执行结束，资源回收过程

ps -aux  ---> STAT 表示进程状态

D  等待态  （不可中断等待）
S  等待态   （可中断等待）
T  等待态   （暂停）
R  运行态
Z  僵尸态

+  前台进程  （不带+即为后台进程）
<  高优先级
N  低优先级
l  有进程链接
s  会话组

进程优先级

优先级决定了一个进程的执行权限和占有资源的优先程度

top  ： 动态查看当前运行的进程的状态  q退出
         < > 可以翻页

linux 中优先级范围  -20 ---- 19   -20最高
用户程序默认优先级为0

nice  ： 以指定的优先级运行进程

e.g.
nice  -9   ./while.py    以9的优先级运行此程序
sudo nice  --9 ./while.py  以-9的优先级运行此程序

renice ： 改变某个进程的优先级

e.g.    renice  2  PID

父子进程：在系统出除了初始化进程其他进程都有一个父进程，可能有多个子进程。

（process）
进程树  pstree

要求 ：
1. 什么是进程，进程的特征
2. 进程状态，每种状态怎么回事，转换
3. 进程和线程的区别

需求 ： 编写一个程序可以同时做多件事情

方案 ： 使用两个进程分别完成预定事件

import os

os.fork()
功能 ： 创建一个新的进程
参数 ： 无
返回值 ： 失败返回一个负数  -1

          成功  0   在子进程中fork的返回值

                         >0的正整数（新的进程的PID）在父进程中的返回值

* 父进程中fork之前的内容子进程同样会复制，但父子进程空间独立，fork之后的修改不会影响到对方
* 父子进程在执行上互不影响，谁先执行，谁先执行完不确定
* 子进程虽然复制父进程的空间，但是有自己的特性，比如自己的PID，进程PCB，进程栈空间等。

进程相关函数

获取PID号
os.getpid()
功能：获取当前进程的PID号
返回值 ： 当前进程PID

os.getppid()
功能 ： 获取当前进程父进程的PID号
返回值 ： 父进程PID

进程的退出
os._exit(status)
功能 ： 结束一个进程
参数 ： 表示进程的结束状态 是一个整数

sys.exit([status])
功能 ： 结束一个进程，抛出异常
参数 ： 传入一个正整数表示结束状态
        传入字符串表示结束打印

孤儿进程 ：父进程先于子进程退出，此时子进程变为孤儿进程

* 孤儿进程会被系统指定的进程所“收养”，即该进程成为孤儿进程新的父进程。在孤儿进程退出时，“继父”会进行处理不会使其成为僵尸

僵尸进程 ： 子进程先于父进程退出，但是父进程没有处理子进程的退出状况，子进程就会成为僵尸进程。

* 僵尸进程会滞留PCB的部分信息在内存中，大量的僵尸进程会消耗系统资源，所以应该尽量避免僵尸进程的产生

如何避免僵尸进程的产生
1.让父进程先退出 （不好控制）
2.让父进程处理子进程的退出
*使用wait 或者  waitpid 函数

os.wait()
功能 ： 等待子进程的退出进行处理
参数 ： 无
返回值 ： 一个二元元组，第一个值为退出的子进程PID
                        第二个值为子进程退出状态

*使用信号处理

3.创建二级子进程

multiprocessing 模块创建进程 标准库

1. 需要将事件封装为函数
2. 使用multiprocessing提供的类创建新进程
3. 新的进程和对应的函数相关联，进程启动会自动执行函数，完成事件
4. 进程回收

创建子进程类
multiprocessing.Process()
功能 ： 创建子进程
参数 ： name ： 给创建的进程起一个名字
                默认 process-1
        target ： 目标函数
                args ：元组  要给函数传递的参数  位置
                kwargs ： 字典  要给函数传递的参数 键值

进程对象属性函数
p.start()
功能 ： 启动子进程  此时进程真正创建

p.join([timeout])
功能 ： 阻塞等待回收相应的子进程
参数 ： 默认为阻塞，timeout为超时时间

p的其他属性
p.name  进程名称
p.pid   创建的进程的PID号
p.is_alive()  进程状态

p.daemon
默认值为False 表示主进程结束后 不影响子进程的执行
如果设置为True 则主进程执行完毕所有的子进程一同退出

* 设置必须在 start()前
* 一般使用daemon = True时不用加join
* 该属性并不是 linux/unix系统中所说的守护进程设置

守护进程 ： 生命周期长，随系统创建随系统销毁。
            不受前端控制，后台运行
                        操作系统进程，或者是自动化运行进程居多