码迷,mamicode.com
首页 > 系统相关 > 详细

linux系统编程-进程

时间:2018-04-09 21:19:23      阅读:239      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:window   linux   ==   上网   哈哈   调度算法   很多   它的   ESS   

进程

现实生活中

在很多的场景中的事情都是同时进行的,比如开车的时候 手和脚共同来驾驶汽车,再比如唱歌跳舞也是同时进行的;

如下是一段视频,迈克杰克逊的一段视频:

http://v.youku.com/v_show/id_XMzE5NjEzNjA0.html?&sid=40117&from=y1.2-1.999.6

试想:如果把唱歌和跳舞这2件事分开以此完成的话,估计就没有那么好的效果了

程序中

如下程序,来模拟“唱歌跳舞” 这件事情

 11 from time import sleep
 12          
 13 def sing():
 14     for i in range(3):
 15         print(正在唱歌...%d%i)
 16         sleep(1)
 17          
 18 def dance():
 19     for i in range(3):
 20         print(正在跳舞...%d%i)                                                                                   
 21         sleep(1)
 22          
 23 if __name__=="__main__":
 24     sing()
 25     dance()

运行结果如下:

正在唱歌...0
正在唱歌...1
正在唱歌...2
正在跳舞...0
正在跳舞...1
正在跳舞...2

注意!!!

  很显然刚刚的程序并没有完成唱歌和跳舞同事进行的要求

  如果想要实现“唱歌跳舞”同时进行,那么就需要 一个新的方法,叫做 多任务

 

多任务的概念

  什么叫做多任务呢?简单的说,就是操作系统可以同时运行多个任务。打个比方,你一边用浏览器上网,一边在听mp3,一边在赶word作业,这就是多任务,至少同时有3个任务正在运行。很有很多任务悄悄的在后台同时运行着,只是桌面上没有显示而已。

  现在,多核CPU已经非常普及了,但是,即使过去的单核CPU,也可以执行多任务。由于CPU执行代码都是顺序执行的,那么单核CPU是怎么执行多任务的呢?

  答案就是操作系统轮流让各个任务交替执行,任务1执行0.01秒, 切换到任务2,任务2执行0.01秒,切换到任务3,执行0.01秒......,这样反复的执行下去。表面上看,每个任务都是交替执行的,但是,由于CPU的执行速度实在是太快了,我们就感觉所有任务都在同时执行一样。

  真正的并行执行多任务只能在多核CPU上实现,但是,由于任务数量远远多于CPU的核心数量,所以,操作系统也会自动把很多任务轮流调度到每个核心上执行。

 

  单核CPU完成多个任务的执行的原因?

  •     时间片论法
  •     优先级调度

并行和并发

  并发:看上去一直执行

  并行:真正的一起执行

进程的创建-fork

进程VS程序

编写完毕的代码,在没有运行的时候,称之为 程序

正在运行的代码,就称为 进程

进程,除了包含代码以外,还有需要运行的环境等,所以和程序是有区别的

fork()

python的os模块封装了常见的系统调用,其中就包括fork,可以在python程序中轻松创建子进程:

 11 import os
 12      
 13 pid = os.fork()  #使用os.fork创建出一个新的进程,以下的代码父子进程都会执行
 14      
 15 if pid == 0:
 16     print(哈哈0)
 17 else:
 18     print(哈哈1)  

运行结果如下:

哈哈1
哈哈0

还有一个例子:

 11 import os
 12 import time
 13          
 14 ret = os.fork()
 15 if ret==0:
 16     while True:
 17         print(------------1-------------)                          
 18         time.sleep(1)
 19 else:    
 20     while True:
 21         print(------------2-------------)
 22         time.sleep(1)

运行结果如下:

------------2-------------
------------1-------------
------------1-------------
------------2-------------
------------1-------------
------------2-------------
------------2-------------
------------1-------------
......

相当于程序在运行到了os.fork()时,产生了一个新的进程,ret用来接受两个进程返回值,旧的进程执行最下面的语句,而新的进程去执行上面的语句,因为新的进程的返回值为0。之前的进程称之为父进程,新创建出来的进程叫做子进程。

因为要分辨出父进程和子进程,所以操作系统给父进程的返回值大于0,给子进程的返回值等于0。

操作系统调度算法决定了父进程和子进程的运行顺序。

说明:

  • 程序执行到os.fork(),操作系统会创建一个新的进程(子进程),然后复制父进程的所有信息到子进程中
  • 然后父进程和子进程都会从fork()函数中得到一个返回值,在子进程中这个值一定是0,而父进程中是子进程的id号

在Unix/Linux操作系统中,提供了一个fork()函数,它非常特殊。

普通的函数调用,调用一次,返回一次,但是fork()调用一次,返回两次,因为操作系统自动把当前进程(称为父进程)复制了一份(称为子进程),然后,分别在父进程和子进程内返回。

子进程永远返回0,而父进程返回子进程的ID号。

这样做的理由是:一个父进程可以fork出很多的子进程,所以,父进程要记下每个子进程的ID,而子进程只需要调用getppid()就可以拿到父进程的ID。

fork的返回值

 11 import os
 12  
 13 ret = os.fork()
 14 print(ret)  

运行结果:

26517   #代表着父进程 
0    #代表子进程

getpid()、getppid()

getpid()获取当前进程的值,getppid()获取当前进程的父进程的值。

 12 import os
 13 pid = os.fork()
 14  
 15 if pid<0:
 16     print(fork调用失败.)
 17 elif pid==0:
 18     print(我是子进程(%s),我的父进程是(%s)%(os.getpid(),os.getppid()))
 19 else:
 20     print(我是父进程(%s),我的子进程是(%s)%(os.getppid(),os.getpid()))
 21  
 22 print( 父子进程都可以执行的代码<F8>) 

运行结果如下:

我是父进程(2774),我的子进程是(25874)
 父子进程都可以执行的代码<F8>
我是子进程(25875),我的父进程是(25874)
 父子进程都可以执行的代码<F8>

第二个例子:

 11 import os
 12 pid = os.fork()
 13 print(pid)
 14      
 15 if pid>0:
 16     print(‘父进程:%d‘%os.getpid())
 17 else:
 18     print(‘子进程:%d-%d‘%(os.getpid(),os.getppid()))

运行结果:

26685   #pid的返回值,操作系统为了管理给它的值,父类的返回值,就是子进程的ID号 
父进程:26684  #26684是父进程ID号
0
子进程:26685-26684  #26685是子进程ID号,子进程的父进程是26684

 

多进程修改全局变量

 11 import os  
 12 import time                                                                                                        
 13            
 14 num = 0    
 15            
 16 pid = os.fork()
 17            
 18 if pid==0: 
 19     num+=1 
 20     print(哈哈1------num=%d%num)
 21 else:      
 22     time.sleep(2)
 23     num+=1 
 24     print(哈哈2------num=%d%num)

运行结果如下:

哈哈1------num=1
哈哈2------num=1

说明:

  • 在多进程中,每个进程中的数据(包含全局变量)都各自拥有一份,互不影响,进程和进程之间不会数据共享

 

多次fork问题

如果有一个程序,有2次的fork函数调用,是否就会有3个进程呢?

 11 import os
 12 import time
 13  
 14 pid = os.fork()
 15 if pid==0:
 16     print(哈哈1)
 17 else:
 18     print(哈哈2)    #一共运行了2次
 19  
 20 pid = os.fork()
 21 if pid==0:
 22     print(哈哈3)
 23 else:
 24     print(哈哈4)    #一共运行了4次
 25  
 26 time.sleep(1)      

运行结果如下:

python@ubuntu:~/codes/liunx系统编程/01-进程$ python 05-多次fork调用.py 
哈哈2
哈哈1
哈哈4
哈哈4
哈哈3
哈哈3

说明:

技术分享图片

父子进程的执行顺序

父进程、子进程执行顺序没有规律,完全取决于操作系统的调度算法

 11 import os
 12 import time
 13 ret = os.fork()
 14      
 15 if ret==0:
 16     print(子进程)
 17     time.sleep(1)
 18     print(子进程over)    #end=""                                          
 19 else:
 20     print(父进程)

运行结果如下:

python3 04-父子进程的运行顺序.py
父进程
子进程
python@ubuntu:~/codes/liunx系统编程/01-进程$ 子进程over  

因为父进程已经结束了,意味着终端已经可以开始提示了,所以当父进程一执行完,那么终端就会立马出来。

多任务的优点

增加程序的运行效率,例如爬虫

 

multiprocessing

如果打算编写多进程的服务程序,Unix和Linux无疑是正确的选择。由于windows没有fork调用,难道在 windows上无法用python编写多进程的程序?

由于python是跨平台的,自然也应该提供一个跨平台的多进程支持,multiprocess模块就是跨平台版本的多进程模块。

multiprocessessing模块提供了一个Process类来代表一个进程对象,下面的例子演示了启动一个子进程并等待其结束:

 

linux系统编程-进程

标签:window   linux   ==   上网   哈哈   调度算法   很多   它的   ESS   

原文地址:https://www.cnblogs.com/xiaoyafei/p/8761848.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!