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进程的基础理论、并发(multiprocessing模块)
阅读量:5152 次
发布时间:2019-06-13

本文共 6230 字,大约阅读时间需要 20 分钟。

一、粘包优化方案

之前我们解决粘包的方式是用struct模块来制作一个报头,但是这个解决的方案是有漏洞的,当我们需要传送的文件大于2g时将会报错。所以我们今天将用json来制作报头。

from socket import *import subprocessimport structimport jsonss = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)ss.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)ss.bind(('127.0.0.1',8082))ss.listen(5)print('starting...')while True : #链接循环    conn,addr = ss.accept() #链接,客户的的ip和端口组成的元组    print('-------->',conn,addr)    #收,发消息    while True :#通信循环        try :            cmd = conn.recv(1024)            res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell = True,                                   stdout = subprocess.PIPE,                                   stderr = subprocess.PIPE)            stdout = res.stdout.read()            stderr = res.stderr.read()            #制作报头            h_dic = {                'total_size': len(stdout) + len(stderr),                'filename': None,                'md5': None}            h_json = json.dumps(h_dic)            h_bytes = h_json.encode('utf-8')            #发送阶段            #先发报头长度            conn.send(struct.pack('i',len(h_bytes)))            #再发报头            conn.send(h_bytes)            #最后发送命令的结果            conn.send(stdout)            conn.send(stderr)        except Exception :            break    conn.close()ss.close()服务端
服务端
from socket import *import structimport jsoncs = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) #买手机cs.connect(('127.0.0.1',8082)) #绑定手机卡#发,收消息while True :    cmd = input('>>: ').strip()    if not cmd : continue    cs.send(cmd.encode('utf-8'))    #先收报头的长度    h_len = struct.unpack('i',cs.recv(4))[0]    #再收报头    h_bytes = cs.recv(h_len)    h_json = h_bytes.decode('utf-8')    h_dic = json.loads(h_json)    total_size = h_dic['total_size']    #最后收数据    recv_size = 0    total_data = b''    while recv_size < total_size :        recv_data = cs.recv(1024)        recv_size += len(recv_data)        total_data += recv_data    print(total_data.decode('gbk'))cs.close()客户端
客户端

二、知识储备

进程的概念起源于操作系统,是操作系统最核心的概念,也是操作系统提供的最古老也是最重要的抽象概念之一。操作系统的其他所有内容都是围绕进程的概念展开的。

对操作系统基础知识比较模糊的可以在阅读本文前预习计算机基础

即使可以利用的cpu只有一个(早期的计算机确实如此),也能保证支持(伪)并发的能力。将一个单独的cpu变成多个虚拟的cpu(多道技术:时间多路复用和空间多路复用+硬件上支持隔离),没有进程的抽象,现代计算机将不复存在。

#一 操作系统的作用:    1:隐藏丑陋复杂的硬件接口,提供良好的抽象接口    2:管理、调度进程,并且将多个进程对硬件的竞争变得有序#二 多道技术:    1.产生背景:针对单核,实现并发    ps:    现在的主机一般是多核,那么每个核都会利用多道技术,但是核与核之间没有使用多道技术切换这么一说;    有4个cpu,运行于cpu1的某个程序遇到io阻塞,会等到io结束再重新调度,会被调度到4个cpu中的任意一个,具体由操作系统调度算法决定。        2.时间上的复用(复用一个cpu的时间片)+空间上的复用(如内存中同时有多道程序)

三、进程

1、进程概念

进程即正在执行的一个过程。进程是对正在运行程序的一个抽象。正在进行的一个过程或者说一个任务。而负责执行任务则是cpu

2、进程和程序

程序仅仅只是一堆代码而已,而进程指的是程序的运行过程。

需要强调的是:同一个程序执行两次,那也是两个进程,比如打开暴风影音,虽然都是同一个软件,但是一个可以播放苍井井,一个可以播放小泽泽。

3、并发与并行

无论是并行还是并发,在用户看来都是'同时'运行的,不管是进程还是线程,都只是一个任务而已,真实干活的是cpu,cpu来做这些任务,而一个cpu同一时刻只能执行一个任务

1) 并发:是伪并行,即看起来是同时运行。单个cpu+多道技术就可以实现并发,(并行也属于并发)

你是一个cpu,你同时谈了三个女朋友,每一个都可以是一个恋爱任务,你被这三个任务共享要玩出并发恋爱的效果,应该是你先跟女友1去看电影,看了一会说:不好,我要拉肚子,然后跑去跟第二个女友吃饭,吃了一会说:那啥,我去趟洗手间,然后跑去跟女友3开了个房

2)同时运行,只有具备多个cpu才能实现并行

单核下,可以利用多道技术,多个核,每个核也都可以利用多道技术(多道技术是针对单核而言的)

有四个核,六个任务,这样同一时间有四个任务被执行,假设分别被分配给了cpu1,cpu2,cpu3,cpu4,

一旦任务1遇到I/O就被迫中断执行,此时任务5就拿到cpu1的时间片去执行,这就是单核下的多道技术

而一旦任务1的I/O结束了,操作系统会重新调用它(需知进程的调度、分配给哪个cpu运行,由操作系统说了算),可能被分配给四个cpu中的任意一个去执行

4、同步与异步

同步执行:一个进程在执行某个任务时,另外一个进程必须等待其执行完毕,才能继续执行

异步执行:一个进程在执行某个任务时,另外一个进程无需等待其执行完毕,就可以继续执行,当有消息返回时,系统会通知后者进行处理,这样可以提高执行效率

打电话时就是同步通信,发短息时就是异步通信。

四、python的并发编程

1、multiprocessing模块

multiprocessing模块用来开启子进程,并在子进程中执行我们定制的任务(比如函数)

multiprocessing模块的功能众多:支持子进程、通信和共享数据、执行不同形式的同步,提供了Process、Queue、Pipe、Lock等组件

进程没有任何共享状态,进程修改的数据,改动仅限于该进程内。

2、Process类的介绍

1)进程的创建

Process(target = talk,args = (conn,addr))#由该类实例化得到的对象,表示一个子进程中的任务(尚未启动)

2)参数介绍

group参数未使用,值始终为Nonetarget表示调用对象,即子进程要执行的任务args表示调用对象的位置参数元组,args=(1,2,'egon',)kwargs表示调用对象的字典,kwargs={'name':'egon','age':18}name为子进程的名称

3)方法介绍

p.start():启动进程,并调用该子进程中的p.run() p.run():进程启动时运行的方法,正是它去调用target指定的函数,我们自定义类的类中一定要实现该方法  p.terminate():强制终止进程p,不会进行任何清理操作,如果p创建了子进程,该子进程就成了僵尸进程,使用该方法需要特别小心这种情况。如果p还保存了一个锁那么也将不会被释放,进而导致死锁p.is_alive():如果p仍然运行,返回Truep.join([timeout]):主线程等待p终止(强调:是主线程处于等的状态,而p是处于运行的状态)。timeout是可选的超时时间,需要强调的是,p.join只能join住start开启的进程,而不能join住run开启的进程

4)属性介绍

p.daemon:默认值为False,如果设为True,代表p为后台运行的守护进程,当p的父进程终止时,p也随之终止,并且设定为True后,p不能创建自己的新进程,必须在p.start()之前设置p.name:进程的名称p.pid:进程的pidp.exitcode:进程在运行时为None、如果为–N,表示被信号N结束(了解即可)p.authkey:进程的身份验证键,默认是由os.urandom()随机生成的32字符的字符串。这个键的用途是为涉及网络连接的底层进程间通信提供安全性,这类连接只有在具有相同的身份验证键时才能成功(了解即可)

3、process类的使用

注意:在windows中Process()必须放到# if __name__ == '__main__':下

1)开启进程的方式一:

from multiprocessing import Processimport time,randomimport osdef piao(name):    print(os.getppid(),os.getpid())    print('%s is piaoing' %name)    time.sleep(random.randint(1,3))    print('%s is piao end' %name)if __name__ == '__main__':    p1=Process(target=piao,kwargs={'name':'alex',})    p2=Process(target=piao,args=('wupeiqi',))    p3=Process(target=piao,kwargs={'name':'yuanhao',})    p1.start()    p2.start()    p3.start()    print('主进程',os.getpid())#os.getppid(),os.getpid()#父进程id,当前进程id

2)开启进程的方式二:

from multiprocessing import Processimport time,randomimport osclass Piao(Process):    def __init__(self,name):        super().__init__()        self.name=name    def run(self):        print(os.getppid(),os.getpid())        print('%s is piaoing' %self.name)        # time.sleep(random.randint(1,3))        print('%s is piao end' %self.name)if __name__ == '__main__':    p1=Piao('alex')    p2=Piao('wupeiqi')    p3=Piao('yuanhao')    p1.start()    p2.start()    p3.start()    print('主进程',os.getpid(),os.getppid())

4、将基于tcp协议的socket通信变成并发的形式

服务端:

from socket import *from multiprocessing import Processs=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加s.bind(('127.0.0.1',8088))s.listen(5)def talk(conn,addr):    while True: #通信循环        try:            data=conn.recv(1024)            if not data:break            conn.send(data.upper())        except Exception:            break    conn.close()if __name__ == '__main__':    while True:#链接循环        conn,addr=s.accept()        p=Process(target=talk,args=(conn,addr))        p.start()    s.close()

客户端:

from socket import *c=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)c.connect(('127.0.0.1',8088))while True:    msg=input('>>: ').strip()    if not msg:continue    c.send(msg.encode('utf-8'))    data=c.recv(1024)    print(data.decode('utf-8'))c.close()

转载于:https://www.cnblogs.com/moning/p/7508005.html

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