第 13 章进程与线程-大赛人网

1. 一些核心概念

1️⃣并发 vs 并行

并发：

概念：在一段时间内，当 CPU 面对多个任务时，会将每个任务交替着执行一段时间。

特点：

(1). 对于某个瞬间，CPU实际上只在执行一个任务。

(2). CPU通过高频切换不同的任务，让每个任务都能得到推进，仿佛多个任务在“同时执行”。

并行：

概念：并行依赖于多个CPU，或多核心的CPU，在同一时刻，每个核心都在执行不同的任务

特点：

(1). 对于某个瞬间，每个CPU（或每个核心）都在执行不同的任务。

(2). 通过多个CPU（或多个核心）同时工作的方式，让多个任务真的在同时执行。

注意：现代操作系统中，并发与并行通常同时存在。

2️⃣同步 vs 异步

同步(sync)：

概念：发起一个任务之后，需要等该任务完成后，才能继续执行后续任务。

表现：当前执行流会被『阻塞』。

异步(async)：

概念：发起一个任务之后，不必等该任务完成，就可以继续执行其他任务。

备注：虽然不必等待任务完成，但任务完成后，仍然可以通过特定方式获取结果。

表现：当前执行流不会被『阻塞』。

概念对比：

并发 / 并行：描述的是任务如何被执行，即：多个任务在执行时，CPU 要如何处理。
同步 / 异步：描述的是任务如何被组织和等待，即：是否等当前任务执行完，再进行下一个任务。

⚠️注意点：

CPU 的核心数和执行速度，不会改变任务之间的逻辑依赖关系！例如：一旦任务1、任务2、任务3 之间被设计为同步关系，那么：即便 CPU 切换任务的速度再快，核心数量再多，也不会在【任务1】没完成的情况下去启动【任务2】

3️⃣进程 vs 线程

进程：

一个正在运行的程序或软件，背后就对应着一个或多个进程。

进程是操作系统进行资源分配的基本单位。

每个进程都有自己独立的一块内存空间。

线程：

线程是进程内部的执行单元（一个进程中可以有多个线程）。

线程是操作系统进行 CPU 调度的基本单位。

同一进程内的线程共享进程资源。

2. 主进程 _ 子进程

在操作系统中，每个进程都会对应一个进程编号（PID），并且主进程与子进程是一个相对的概念，比如 A 进程中创建了 B 进程，B 进程中创建了 C 进程，那此时的 B 进程既是 A 进程的子进程，又是 C 进程的（主）父进程

Python 中查看进程 PID：

os.getpid(): 获取当前进程 ID。
os.getppid(): 获取父进程 ID。

Windows 命令查看：进程名、父进程 PID、进程 PID：

wmic process get Name,ParentProcessId,ProcessId 。

3. 使用 Process 创建进程

使用multiprocessing.Process类创建进程对象。

import os
import time
from multiprocessing import Process
print(100, __name__, os.getpid())

# 定义一个 speak 函数，功能是：每隔一秒说话一次（一共说话10次）
def speak():
    for index in range(10):
        print(f'我在说话{index}, 进程pid是:{os.getpid()}, 我的父进程是:{os.getppid()}')
        time.sleep(1)

# 定义一个 study 函数，功能是：每隔一秒学习一次（一共学习15次）
def study():
    for index in range(15):
        print(f'我在学习{index}, 进程pid是:{os.getpid()}, 我的父进程是:{os.getppid()}')
        time.sleep(1)

# 注意：一定要写 if __name__ == '__main__' 这个判断，原因如下：
#   1.当创建子进程时，Python 并不会把父进程内存里的 speak 函数直接交给子进程。
#   2.Python会启动一个全新的 Python 解释器进程，重新执行当前的 .py 文件（作为模块）。
#   3.在执行过程中，重新定义出一个 speak 函数，交给子进程。
if __name__ == '__main__':
    print('我是主进程中的【第一行】打印')
    # 创建两个 Process 类的实例对象（进程对象），分别是 p1 和 p2。
    # 注意点1：p1 和 p2 就对应着以后的两个子进程，在创建它们的时候，就要指定好他们要执行的任务。
    # 注意点2：此时的 p1 和 p2 只是代码层面的两个进程对象，操作系统还没有创建 p1 和 p2 两个进程。
    p1 = Process(target=speak)
    p2 = Process(target=study)

    # 调用进程对象的 start 方法，会立刻向操作系统申请一个进程，并且会将该进程交由操作系统进行调度。
    p1.start()
    p2.start()

    print('我是主进程中的【最后一行】打印')

注意点：

在 Windows 中使用 multiprocessing 必须加上 if __name__ == ‘__main__’:，原因是：创建子进程时，Python 不会直接拷贝内存里的函数给子进程。Python 会启动一个全新的解释器，重新执行当前的.py文件作为模块。如果不加判断，会无限递归创建子进程。

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THE END