【并发小知识】

计算机五大组成部分


控制器

运算器

存储器

输入设备

输出设备

计算机的核心真正干活的是CPU(控制器+运算器=中央处理器)

  • 程序要想计算机运行,它的代码必须要先由硬盘读到内存,之后cpu取指再执行

操作系统发展史


穿孔卡片处理系统:一个人占一个机房,输入卡片

联机批处理系统:(磁带)节省插入卡片的等待的时间,提升了CPU处理时间。

脱机批处理系统:输入机(硬盘) --> 卫星机 --> 高速磁带(内存)---> 主机,CPU运行的速度是非常快的,而数据从硬盘读取到内存速度相对来说是非常慢的。

多道技术


单核实现并发的效果

必备知识点
  • 并发

    看起来像同时运行的就可以称之为并发

  • 并行

    真正意义生的同时执行

ps:

  • 并行肯定算并发
  • 单核的计算机肯定不能实现并行,但是可以实现并发!!!

补充:我们直接假设单核就是一个核,干活的就是一个人。

多道技术图解

节省了多个程序运行的总耗时

  • 单道(串行)

    任务A: 输入过程 - 执行过程 - 输出过程 - 任务B:输入过程 - 执行过程 - 输出过程

  • 多道(在执行任务A的时候控制硬盘将任务B提前读取到内存) 时间线短了,节省了时间

    任务A输入过程 ----- 执行过程 ----- 输出过程

​ 任务B输入过程 -----执行过程 ------输出过程

多道技术重点知识

空间上的复用与时间上的复用

  • 空间上的复用

    多个程序公用一套计算机硬件

  • 时间上的复用

    例子:洗衣服30s, 做饭50s, 烧水30s

    切换+保存状态

    python 复制代码
    """
    切换(cpu)分为两种情况
    	1.当一个程序遇到 IO操作时候,操作系统会剥夺该程序的cpu执行权限.
        	作用:提高了cpu的利用率,并且也不影响程序的执行效率
        	
        2.当一个程序长时间占用cup的时候,操作系统也会剥夺该程序的cpu执行权限.
        	作用:降低了程序的执行效率(原本时间+切换时间)
    """

进程理论


必备知识点

程序与进程的区别

python 复制代码
"""
程序就是一堆躺在硬盘上的代码,是"死"的
进程则表达程序正在执行的过程,是"活"的
"""
进程调度
  • 选来先服务调度算法

    python 复制代码
    """对长作业有利,对短作业无利"""
  • 短作业优先调度算法

    Python 复制代码
    """对短作业有利,对长作业无利"""
  • 时间片轮转法+多级反馈队列

    python 复制代码
    """"
    时间片:将固定的时间切分成N多份,每一份就表示一个时间片
    越往下说明该任务需要的时间越长
    越往下任务的执行优先级越低(当第一队里中出现了新的任务,cpu会立刻停止当前任务,去执行新添加进来的第一层队列中的任务)
    
    在Linux中可以给任务设置优先级,一次性分配好几个时间片(了解)
    """"
    进程运行的三状转换图

    所有的程序要想被执行必须先经历就绪状态

两对重要概念
  • 同步和异步

    python 复制代码
    """描述的是任务的提交方式"""
    同步:任务提交之后,原地等待任务的返回结果,等待的过程中不做任何事(干等)
        程序层面上表现出来的感觉就是卡住了
        
    异步:任务提交之后,不原地等待任务的返回结果,直接去做其他事情
        我提交的任务结果如何获取?
        任务的返回结果会有一个异步回调机制自动处理
  • 阻塞非阻塞

    python 复制代码
    """描述的程序的运行状态"""
    阻塞:阻塞态
    非阻塞:就绪态, 运行态

    上述概念的组合:最高效的一种组合就是异步非阻塞

开启进程的两种方式


定心丸:代码开启进程和线程方式,代码书写基本是一样的.

join方法
python 复制代码
from multiprocessing import Process
import time


def task(name,n):
    print('%s is running' % name)
    time.sleep(n)
    print('%s is over' % name)


if __name__ == '__main__':
    # 1.创建一个对象
    # p1 = Process(target=task, args=('jason', 1))
    # p2 = Process(target=task, args=('egon', 2))
    # p3 = Process(target=task, args=('tank', 3))
    # # 2.开启进程
    # start_time = time.time()
    # p1.start()  # 告诉操作系统帮你创建一个进程
    # p2.start()
    # p3.start()
    # p1.join()
    # p2.join()
    # p3.join()
    # print('主',time.time() - start_time)

    start_time = time.time()
    p_list = []
    for i in range(1,4):
        p = Process(target=task, args=('%s' % i, i))
        p.start()
        p_list.append(p)

    for i in p_list:
        p.join()

    print('主', time.time() - start_time)


"""
windows操作系统下,创建进程一定要在main内创建
因为Windows下创建进程类似于模块导入方式
会从上往下依次执行代码
linux中则是直接将代码完整的拷贝一份
"""
进程间数据相互隔离
python 复制代码
from multiprocessing import Process

money = 100


def task():
    global money  # 局部修改全局
    money = 666
    print('子', money)


if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=task)
    p.start()
    p.join()
    print(money)

昨日回顾


  • 操作系统的发展史

    python 复制代码
    """其实主要就是围绕cpu的利用率问题"""
  • 多道技术

    python 复制代码
    """
    单核实现并发的效果
    
    并发:看起来像是同时运行的就可以叫做并发
    并行:真正意义上的同时运行
    
    空间和时间上的复用	
    	空间上
    		多个程序公用一套计算机硬件
    	时间上
    		切换+保存状态
    """
    # 切换分为两种
    # 1.当一个程序遇到IO操作,操作系统会立刻剥夺该程序的执行权限(提高了cpu的利用率,并且不影响程序的执行效果)
    # 2.当一个程序长时间占用cpu,操作系统会立刻剥夺该程序的执行权限(降低了程序的运行效率,但是玩出了并发的效果)
  • 进程

    python 复制代码
    """
    程序:就是一堆死代码
    进程:程序正在执行的过程
    """
    
    # 进程的调度算法
    """
    先来先服务调度算法
    短作业优先调度算法
    时间片轮转法+多级反馈队列
    """
  • 进程运行的三状态图

    python 复制代码
    """
    就绪态:一切程序必须要先经过就绪态,才能进入运行态
    运行态:正在被cpu执行
    阻塞态:程序遇到IO操作了
    
    理想:我们希望我们开发的程序一直处于就绪态和运行态之间
    """
  • 两对重要概念

    • 同步与异步

      python 复制代码
      """任务的提交方式"""
      同步
      	任务提交之后原地等待返回结果期间不做任何事情
      异步
      	任务提交之后不原地等待返回结果执行下一行代码
          结果由异步回调机制做处理
    • 阻塞与非阻塞

      python 复制代码
      """程序运行的状态"""
      阻塞:阻塞态
      非阻塞:就绪态, 运行态

      上面的两对概念通常组合出现,但是最常用的就是异步非阻塞

  • 开启进程的两种方式

    python 复制代码
    """参考之前的代码"""
  • join方法

    python 复制代码
    """主进程等待子进程代码运行完毕后再往下执行代码"""
  • 进程间数据是相互隔离的

相关推荐
九河云1 分钟前
如何选择适合的AWS EC2实例类型
服务器·云计算·aws
q5673152326 分钟前
在 Bash 中获取 Python 模块变量列
开发语言·python·bash
是萝卜干呀27 分钟前
Backend - Python 爬取网页数据并保存在Excel文件中
python·excel·table·xlwt·爬取网页数据
代码欢乐豆28 分钟前
数据采集之selenium模拟登录
python·selenium·测试工具
吕彬-前端41 分钟前
使用vite+react+ts+Ant Design开发后台管理项目(五)
前端·javascript·react.js
学前端的小朱44 分钟前
Redux的简介及其在React中的应用
前端·javascript·react.js·redux·store
guai_guai_guai1 小时前
uniapp
前端·javascript·vue.js·uni-app
狂奔solar1 小时前
yelp数据集上识别潜在的热门商家
开发语言·python
Tassel_YUE1 小时前
网络自动化04:python实现ACL匹配信息(主机与主机信息)
网络·python·自动化
聪明的墨菲特i1 小时前
Python爬虫学习
爬虫·python·学习