請簡述 process 和 thread 的差異 process 和processing

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mob64ca13ffd0f1 2024-05-08 22:09:37

文章标签 开发语言 python tornado 子进程多进程 文章分类 架构后端开发

前言：计算机时代发展迅速，从单核cpu发展为多核的cpu，从原始的单进程转变成现在的多进程执行任务，那么什么是多进程呢？要怎样使用呢，那么我来介绍一下吧！！！

請簡述 process 和 thread 的差異 process 和processing_tornado

进程：

1.进程的概念：

进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

进程是系统进行资源分配的基本单位，一台机器上可以有多个进程，每个进程执行不同的程序，每个进程相对独立，拥有自己的内存空间，隔离性和稳定性比较高，进程之间互不影响，但是资源共享相对麻烦，系统资源占用相对高，同时进程可以利用cpu多核资源，适合cpu密集型任务！

2.进程的分类

进程又分为单进程和多进程两种形式：

（1）.单进程：

单进程:默认程序开启时创建一个进程,咱们所写的一个py文件就是一个进程,系统会分配资源开启一个进程去处理这个py文件,主线程去执行这个文件

（2）.多进程

完成多任务,每一个进程各自执行各自的任务,各自互不干扰各干各的事儿,本文章主要讲多进程

3.进程的使用

进程使用需要multiprocessing库，往往是先声明进程实例，里面可以传入消费方法名称和不定长参数args，然后将实例放入指定进程数的容器中(list)，通过循环或者列表推导式，使用start方法开启进程，join方法阻塞主进程。

（1）.Process参数解析：

group:指定进程组,一般目前初学者也没有进程组就默认为None;
target:执行目标任务名;
name:进程名字;
args:以元组形式向执行任务传参;
kwargs:以字典形式向执行任务传参.

（2）.Process创建实例对象：

start():启动子进程实例,也就是创建一个子进程;
join():等待主进程执行结束,监测主进程完成后,从而再去执行子进程;
terminate():不管任务是否完成,立即终止子进程.

（3）.举例：

from multiprocessing import Process
import time

def job(num):

    time.sleep(1)

    print("子进程启动{}".format(num))

if __name__ == '__main__':


   [Process(target=job,args=(x,)).start() for x in range(100)]

    pool.close()
    pool.join()  #等待主进程执行结束,监测主进程完成后,从而再去执行子进程;

    pool.terminate() #不管任务是否完成,立即终止子进程.

4.进程的应用场景

进程可以利用cpu多核资源，适合cpu密集型任务，比如一些统计计算任务，比如计算广告转化率，uv、pv等等，或者一些视频的压缩解码任务，进程还有一个使用场景，就是后期部署项目的时候，nginx反向代理后端服务，往往需要开启多个tornado服务来支持后台的并发，就是利用了多进程的互不干扰，就算某个进程僵死，也不会影响其他进程。

5.进程间的通信

进程彼此之间互相隔离，要实现进程间通信（IPC），multiprocessing模块支持两种形式：队列和管道，这两种方式都是使用消息传递的。

队列queue：

不同于线程queue，进程queue的生成是用multiprocessing模块生成的。

在生成子进程的时候，会将代码拷贝到子进程中执行一遍，及子进程拥有和主进程内容一样的不同的名称空间。

multiprocess.Queue 是跨进程通信队列

常用方法

q.put方法用以插入数据到队列中，put方法还有两个可选参数：blocked和timeout。如果blocked为True（默认值），并且timeout为正值，该方法会阻塞timeout指定的时间，直到该队列有剩余的空间。如果超时，会抛出Queue.Full异常。如果blocked为False，但该Queue已满，会立即抛出Queue.Full异常。
q.get方法可以从队列读取并且删除一个元素。同样，get方法有两个可选参数：blocked和timeout。如果blocked为True（默认值），并且timeout为正值，那么在等待时间内没有取到任何元素，会抛出Queue.Empty异常。如果blocked为False，有两种情况存在，如果Queue有一个值可用，则立即返回该值，否则，如果队列为空，则立即抛出Queue.Empty异常.
q.get_nowait():同q.get(False)
q.put_nowait():同q.put(False)
q.empty():调用此方法时q为空则返回True，该结果不可靠，比如在返回True的过程中，如果队列中又加入了项目。
q.full()：调用此方法时q已满则返回True，该结果不可靠，比如在返回True的过程中，如果队列中的项目被取走。
q.qsize():返回队列中目前项目的正确数量，结果也不可靠，理由同q.empty()和q.full()一样

管道queue：

管道就是管道，就像生活中的管道，两头都能进能出

默认管道是全双工的，如果创建管道的时候映射成False，左边只能用于接收，右边只能用于发送，类似于单行道

import multiprocessing

def foo(sk):
    sk.send('hello world')
    print(sk.recv())

if __name__ == '__main__':
    conn1,conn2=multiprocessing.Pipe()    #开辟两个口，都是能进能出，括号中如果False即单向通信
    p=multiprocessing.Process(target=foo,args=(conn1,))  #子进程使用sock口，调用foo函数
    p.start()
    print(conn2.recv())  #主进程使用conn口接收
    conn2.send('hi son') #主进程使用conn口发送

常用方法

conn1.recv():接收conn2.send(obj)发送的对象。如果没有消息可接收，recv方法会一直阻塞。如果连接的另外一端已经关闭，那么recv方法会抛出EOFError。
conn1.send(obj):通过连接发送对象。obj是与序列化兼容的任意对象
注意：send()和recv()方法使用pickle模块对对象进行序列化

6.进程池

开多进程是为了并发，通常有几个cpu核心就开几个进程，但是进程开多了会影响效率，主要体现在切换的开销，所以引入进程池限制进程的数量。进程池内部维护一个进程序列，当使用时，则去进程池中获取一个进程，如果进程池序列中没有可供使用的进进程，那么程序就会等待，直到进程池中有可用进程为止。

from multiprocessing import Process,Pool
import time

def job(num):

    time.sleep(1)

    print("子进程启动{}".format(num))

if __name__ == '__main__':

    pool = Pool(4)


   # [Process(target=job,args=(x,)).start() for x in range(100)]

    [pool.apply_async(func=job,args=(x,)) for x in range(100)]

    pool.close()
    pool.join()
    pool.terminate()

结果：

請簡述 process 和 thread 的差異 process 和processing_开发语言_02