并发编程之多进程理论

时间:2022-02-23 16:41:35

一 背景知识

   进程: 即正在执行的一个过程。进程是对正在运行的程序的一个抽象。

   进程的概念起源于操作系统,是操作系统的核心概念,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

二 什么是进程以及进程与程序的区别

   进程: 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

   程序: 由程序员写出来的一推代码,进程则是程序运行的过程

注: 同一个程序执行两次,那就是两个进程。

三 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,真正干活的还是CPU,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)

例: (单核+多道,实现多个进程的并发执行)

2. 并行: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(多道技术是争对单核而言的

多道技术回顾:内存中同时存入多道(多个)程序,CPU从一个进程快速切换到另一个进程,使每个进程各自运行几十或几百毫秒,这样,虽然在某一个瞬间,一个CPU只能运行一个任务,但在一秒内,CPU却可以同时运行多个进程,这样就给人产生了并行的错觉,即伪并发,以此来区分多处理器操作系统的真正硬件并行(多个CPU共享同一个物理内存)

并发编程之多进程理论

四 同步/异步

同步:

同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不会返回。
按照这个定义,其实绝大多数函数都是同步调用,但是一般而言,对于同步,异步的时候,特指那些需要其他部件协作或者需要一定时间完成的任务

例:
multiprocessing.Pool().apply.(),发起同步调用后,就在原地等待任务结束,根本不考虑任务是在计算还是在I/O阻塞,总之是一直在等待任务结束

异步:

异步的概念和同步相对,当一个异步功能调用发出后,调用者不能立刻得到结果。
当该异步功能完成后,通过状态,通知或后调来通知调用者。
    如果异步功能用状态来通知,那么调用者就需要每隔一定时间检查一次,效率很低。
    如果用通知方式,效率就很高,因为异步功能几乎不需要做额外的操作
    如果用回调函数,和通知差不多
    
例:
multiprocessing.Pool().apply_async() 发起异步调用后,并不会等待任务结束才返回,相反,会立即获取一个临时结果(并不是最终结果,可能是封装好的一个对象)

小结:

同步与异步针对的是函数/任务的调用方式:同步就是当一个进程发起一个函数(任务)调用的时候,一直等到函数(任务)完成,而进程继续处于激活状态。
而异步情况下是当一个进程发起一个函数(任务)调用的时候,不会等函数返回,而是继续往下执行任务,当函数返回的时候通过状态,通知,事件等方式通知进程任务完成

五 阻塞/非阻塞

阻塞:


例:
同步调用:apply一个累计一亿次的任务,该调用会一直等待,直到任务返回结果为止,但并未阻塞住
阻塞调用:当socker工作在阻塞模式的时候,如果没有数据的情况下调用recv函数,则当前线程就会被挂起,直到有数据为止

非阻塞:

非阻塞和阻塞的概念相对应,指在不能立刻得到结果之前也会立刻返回,同时该函数不会阻塞当前线程。

小结:

阻塞与非阻塞针对的是进程或线程:阻塞是当请求不能满足的时候就将进程挂起,而非阻塞则不会阻塞当前进程