python学习——进程

1. 操作系统/应用程序

   a. 硬件 
      - 硬盘
      - CPU 
      - 主板 
      - 显卡
      - 内存
      - 电源
      ...
   b. 装系统（软件）
      - 系统就是一个由程序员写出来软件，该软件用于控制计算机的硬件，
         让他们之间进行相互配合。
      
   c. 安软件（安装应用程序）
      - QQ
      - 百度云
      - pycharm
      ...
      
2. 并发和并行
   并发，伪，由于一个人执行速度特别快，人感觉不到停顿。
   并行，真，创建10个人同时操作。

3. 线程、进程
   a. 单进程、单线程的应用程序
      
      print('666')
      
   b. 到底什么是线程？什么是进程？
      Python自己没有这玩意，Python中调用的操作系统的线程和进程。
   
   c. 单进程、多线程的应用程序
      代码：
         import threading
         print('666')

         def func(arg):
            print(arg)
         t = threading.Thread(target=func)
         t.start()

         print('end')
            
   一个应用程序（软件），可以有多个进程（默认只有一个），一个进程中可以创建多个线程（默认一个）。
   
   d. 故事: Alex甄嬛西游传
   
   总结：
      
      1. 操作系统帮助开发者操作硬件。
      2. 程序员写好代码在操作系统上运行（依赖解释器）。
      
      任务特别多的情况：
      3. 以前的你，写代码：
         import threading
         import requests
         import uuid

         url_list = [
            'https://www3.autoimg.cn/newsdfs/g28/M05/F9/98/120x90_0_autohomecar__ChsEnluQmUmARAhAAAFES6mpmTM281.jpg',
            'https://www2.autoimg.cn/newsdfs/g28/M09/FC/06/120x90_0_autohomecar__ChcCR1uQlD6AT4P3AAGRMJX7834274.jpg',
            'https://www2.autoimg.cn/newsdfs/g3/M00/C6/A9/120x90_0_autohomecar__ChsEkVuPsdqAQz3zAAEYvWuAspI061.jpg',
         ]

         def task(url):
            """"""

            """
            1. DNS解析，根据域名解析出IP
            2. 创建socket客户端    sk = socket.socket()
            3. 向服务端发起连接请求 sk.connect()
            4. 发送数据（我要图片） sk.send(...)
            5. 接收数据            sk.recv(8096)

            接收到数据后写入文件。
            """
            ret = requests.get(url)
            file_name = str(uuid.uuid4()) + '.jpg'
            with open(file_name, mode='wb') as f:
               f.write(ret.content)

         for url in url_list:
            task()
         
         
         """
         - 你写好代码
         - 交给解释器运行： python s1.py 
         - 解释器读取代码，再交给操作系统去执行，根据你的代码去选择创建多少个线程/进程去执行（单进程/单线程）。
         - 操作系统调用硬件：硬盘、cpu、网卡....
         """

      4. 现在的你，写代码：
         import threading
         import requests
         import uuid

         url_list = [
            'https://www3.autoimg.cn/newsdfs/g28/M05/F9/98/120x90_0_autohomecar__ChsEnluQmUmARAhAAAFES6mpmTM281.jpg',
            'https://www2.autoimg.cn/newsdfs/g28/M09/FC/06/120x90_0_autohomecar__ChcCR1uQlD6AT4P3AAGRMJX7834274.jpg',
            'https://www2.autoimg.cn/newsdfs/g3/M00/C6/A9/120x90_0_autohomecar__ChsEkVuPsdqAQz3zAAEYvWuAspI061.jpg',
         ]

         def task(url):
            """"""

            """
            1. DNS解析，根据域名解析出IP
            2. 创建socket客户端    sk = socket.socket()
            3. 向服务端发起连接请求 sk.connect()
            4. 发送数据（我要图片） sk.send(...)
            5. 接收数据            sk.recv(8096)

            接收到数据后写入文件。
            """
            ret = requests.get(url)
            file_name = str(uuid.uuid4()) + '.jpg'
            with open(file_name, mode='wb') as f:
               f.write(ret.content)

         for url in url_list:

            t = threading.Thread(target=task,args=(url,))
            t.start()
      
         
         """
         - 你写好代码
         - 交给解释器运行： python s2.py 
         - 解释器读取代码，再交给操作系统去执行，根据你的代码去选择创建多少个线程/进程去执行（单进程/4线程）。
         - 操作系统调用硬件：硬盘、cpu、网卡....
         """
         
         Python多线程情况下：
            - 计算密集型操作：效率低。（GIL锁）
            - IO操作： 效率高 
            
         Python多进程的情况下：
            - 计算密集型操作：效率高（浪费资源）。 不得已而为之。
            - IO操作： 效率高 （浪费资源）。
         
         以后写Python时：
            IO密集型用多线程： 文件/输入输出/socket网络通信
            计算密集型用多进程。

         扩展：
            Java多线程情况下：
               - 计算密集型操作：效率高。
               - IO操作： 效率高 
            Python多进程的情况下：
               - 计算密集型操作：效率高（浪费资源）。
               - IO操作： 效率高 浪费资源）。
         
4. Python中线程和进程（GIL锁）
   GIL锁，全局解释器锁。用于限制一个进程中同一时刻只有一个线程被cpu调度。
   
   扩展：默认GIL锁在执行100个cpu指令（过期时间）。

5. Python线程编写
　　线程的使用

　　###################### 1.线程的基本使用 #################
　　

import threading

def func(arg):
    print(arg)

t = threading.Thread(target=func,args=(11,))
t.start()

print(123)

 

　　###################### 2.主线程默认等子线程执行完毕 #################

import threading
import time
def func(arg):
    time.sleep(arg)
    print(arg)

t1 = threading.Thread(target=func,args=(3,))
t1.start()

t2 = threading.Thread(target=func,args=(9,))
t2.start()

print(123)

 

　　###################### 3.主线程不再等，主线程终止则所有子线程终止 #################

import threading
import time
def func(arg):
    time.sleep(2)
    print(arg)

t1 = threading.Thread(target=func,args=(3,))
t1.setDaemon(True)#守护线程，开启优先级很低，主线程运行完之后直接关闭守护线程
t1.start()

t2 = threading.Thread(target=func,args=(9,))
t2.setDaemon(True)#守护线程
t2.start()

print(123)

 

　　###################### 4.开发者可以控制主线程等待子线程（最多等待时间） #################

import threading
import time

def func(arg):
    time.sleep(0.01)
    print(arg)

print('创建子线程t1')
t1 = threading.Thread(target=func,args=(3,))
t1.start()
# 无参数，让主线程在这里等着，等到子线程t1执行完毕，才可以继续往下走。
# 有参数，让主线程在这里最多等待n秒，无论是否执行完毕，会继续往下走。
t1.join(2)

print('创建子线程t2')
t2 = threading.Thread(target=func,args=(9,))
t2.start()
t2.join(2) # 让主线程在这里等着，等到子线程t2执行完毕，才可以继续往下走。

print(123)

 

　　###################### 5.线程名称 #################

import threading
def func(arg):
    # 获取当前执行该函数的线程的对象
    t = threading.current_thread()
    # 根据当前线程对象获取当前线程名称
    name = t.getName()
    print(name,arg)

t1 = threading.Thread(target=func,args=(11,))
t1.setName('侯明魏')
t1.start()

t2 = threading.Thread(target=func,args=(22,))
t2.setName('刘宁钱')
t2.start()

print(123)

　　###################### 6.线程本质 #################
　　# 先打印：11？123？

import threading
def func(arg):
    print(arg)

t1 = threading.Thread(target=func,args=(11,))
t1.start()
# start 是开始运行线程吗？不是
# start 告诉cpu，我已经准备就绪，你可以调度我了。
print(123)

 

　　###################### 7.补充：面向对象版本的多线程 #################
　　# 多线程方式：1 (常见)

import threading
def func(arg):
    print(arg)

t1 = threading.Thread(target=func,args=(11,))
t1.start()

　　# 多线程方式：2

import threading
class MyThread(threading.Thread):

    def run(self):
        print(11111,self._args,self._kwargs)

t1 = MyThread(args=(11,))
t1.start()

t2 = MyThread(args=(22,))
t2.start()

print('end')

　　多线程
   # #################### 1. 计算密集型多线程无用 ####################

import threading

v1 = [11,22,33] # +1
v2 = [44,55,66] # 100


def func(data,plus):
    for i in range(len(data)):
        data[i] = data[i] + plus

t1 = threading.Thread(target=func,args=(v1,1))
t1.start()

t2 = threading.Thread(target=func,args=(v2,100))
t2.start()

   # #################### 2. IO操作 多线程有用 ####################

import threading
import requests
import uuid

url_list = [
    'https://www3.autoimg.cn/newsdfs/g28/M05/F9/98/120x90_0_autohomecar__ChsEnluQmUmARAhAAAFES6mpmTM281.jpg',
    'https://www2.autoimg.cn/newsdfs/g28/M09/FC/06/120x90_0_autohomecar__ChcCR1uQlD6AT4P3AAGRMJX7834274.jpg',
    'https://www2.autoimg.cn/newsdfs/g3/M00/C6/A9/120x90_0_autohomecar__ChsEkVuPsdqAQz3zAAEYvWuAspI061.jpg',
]

def task(url):
    ret = requests.get(url)
    file_name = str(uuid.uuid4()) + '.jpg'
    with open(file_name, mode='wb') as f:
        f.write(ret.content)

for url in url_list:

    t = threading.Thread(target=task,args=(url,))
    t.start()

总结：
   1. 应用程序/进程/线程的关系？ *****（面试题：进程/线程/协程的区别？）
   
   2. 为什么要创建线程？什么是线程
      由于线程是cpu工作的最小单元，创建线程可以利用多核优势实现并行操作（Java/C#）。
      注意：线程是为了工作。
      
   3. 为什么要创建进程？什么是进程
      进程和进程之间做数据隔离（Java/C#）。
      
      注意：进程是为了提供环境让线程工作。隔离数据空间的单元

进程和线程的区别
　　第一：进程是cpu资源分配的最小单元
　　　　　线程是cpu计算的最小单元
　　第二：一个进程中可以有多个线程
　　第三：对于python来说他的进程和线程与其他语言有差异，有GIL锁；GIL锁保证一个进程中同一时刻只有一个线程被cpu调度
　　注意：IO密集型操作可以使用多线程；计算密集型可以使用多进程；
   4. Python
      a. Python中存在一个GIL锁。 *****
         - 造成：多线程无法利用多核优势。
         - 解决：开多进程处理（浪费资源）
         总结：
            IO密集型：多线程 
            计算密集型：多进程
      b. 线程的创建 
         - Thread      *****
         - MyThread 
      c. 其他 
         - join           *****等待子线程运行时间，超时则跳过此线程；无参数，让主线程在这里等着，等到子线程t1执行完毕，才可以继续往下走。有参数，让主线程在这里最多等待n秒，无论是否执行完毕，会继续往下走。

         - setDeanon      *****True是开启守护线程，优先级很低，主线程执行完毕后不会等待守护线程，程序直接关闭
         - setName        *****设置子线程名字
         - threading.current_thread()   *****当前线程
      d. 锁
         - 获得 
         - 释放

      IO密集型：多线程
      计算密集型：多进程