一、併發與並行

並行：多個計算機核心在同時處理多個任務，這時多個任務間是並行關係

併發：同時處理多個任務，但是核心在多個任務間不斷地切換，達到好像都在處理執行的效果，但實際一個時間點核心只能處理其中一個任務。

二、程序

 程序與執行緒是實現多工程式設計的實施方案

程序與執行緒：

程式：是一個可執行的檔案，是靜態的佔有磁碟空間，不佔有計算機的執行資源

程序：   是一個動態過程的描述，佔有計算機的資源，有一定的生命週期

*同一個程式的不同執行過程是不同的程序，佔用資源和生命週期都不一樣。

1、程序的建立流程：

   （1）使用者空間通過執行程式或者呼叫介面發起建立程序
   （2）作業系統接受使用者請求，開始建立程序
   （3）作業系統分配計算機資源，確定程序狀態，開闢程序空間等工作
   （4）作業系統將建立好的程序提供給應用程式使用

 2、關於程序的概念
    
   PCB（程序控制塊）： 在記憶體中開闢的一塊空間，用來記錄程序的資訊。
                       程序控制塊是作業系統查詢識別程序的標誌。

   cpu時間片：如果一個程序佔有計算機核心，我們稱為該程序佔有計算機cpu時間片
       
              *多個任務之間是爭奪cpu的關係

              *誰佔有cpu最終是作業系統決定

    程序的狀態：

        三態 ：

            *就緒態：程序具備執行條件，等待系統分配資源

            *執行態：程序佔有cpu處於執行態

             *等待態：程序暫時不具備執行條件，阻塞等待滿足條件後再執行

        五態（三態基礎上增加新建態，終止態）： 

             *新建態：建立一個新的程序，獲取資源的過程

             *終止態：程序執行結束，資源釋放回收的過程

    程序的特徵：

            （1）程序之間執行互不影響，各自獨立執行

            （2）程序是作業系統資源分配的最小單位 

            （3）每個程序空間獨立，各自佔有一定的虛擬記憶體
 

三、多程序程式設計

    import   os  

    pid = os.fork()

     功能：建立新的程序

     引數：無

     返回值：失敗返回一個負數，

     成功：在原有程序中返回新的程序的PID號，在新的程序中返回０   
                

      *子程序會複製父程序全部程式碼段，包括fork之前產生的記憶體空間

      *子程序從fork的下一句開始執行，與父程序互不干擾

      *父子程序的執行順序是不一定的，父子程序共用一個終端 

      *父子程序通常會根據fork返回值的差異選擇執行不同的程式碼，所以if結構幾乎是fork的固定搭配

      *父子程序空間獨立，操作的都是本空間的內容，互不影響

      *子程序也有自己的特特性，比如PID號，PCB，命令集等

  

   程序相關的函式：

   獲取程序

           PID：os.getpid()

           功能：獲取當前程序的程序號

           返回值：返回程序號

                      

            os.getppid()

            功能：獲取當前程序父程序的的PID號

            返回值：返回程序號



             os._exit(status)

             功能：程序退出

             引數：程序的退出狀態



              sys.exit(status)

              功能：程序退出

              引數：數字表示退出狀態，不寫預設為0

                    字串，表示退出時列印的內容

           

             *sys.exit()  可以通過捕獲SystemExit異常阻止退出

      

   孤兒程序：父程序先於子程序退出，此時子程序稱為孤兒程序

   *孤兒程序會被作業系統指定的程序收養，系統程序就成為孤兒程序的新的父程序

     

   殭屍程序：子程序先於父程序退出，但是父程序沒有處理子程序的退出狀態，此時子程序就會成為殭屍程序

   *殭屍程序會存留少量PCB資訊在記憶體中，大量的殭屍程序會消耗系統資源，應該避免殭屍程序的產生
 

四、如何避免殭屍程序產生

     *處理子程序退出狀態

         pid,status = os.wait()

         功能：在父程序中阻塞等待處理子程序退出

         返回值：pid  退出的子程序的PID號

                 tatus  獲取子程序的退出狀態

                 

          pid,status = os.waitpid(pid,option)

          功能：在父程序中阻塞等待處理子程序退出

           引數：pid   -1   表示等待任意子程序退出

                        >0    表示等待對應PID號的子程序退出

               option   0  表示阻塞等待

                        WNOHANG  表示非阻塞

       *讓父程序先退出

                （1）父程序建立子程序等待子程序退出

                （2）子程序建立二級子程序後立即退出

                （3）二級子程序成為孤兒
 

五、multiprocessing模組建立程序

          1、需要將要執行的事情封裝為函式

          2、使用multiprocessing模組中Process類建立程序物件

          3、通過物件屬性設定和Process的初始化函式對程序進行設定，繫結要執行的函式

          4、啟動程序，會自動執行程序繫結的函式

          5、完成程序的回收

   

  Process（）

   功能：建立程序物件

   引數：name    程序名稱    Process-1

        target   繫結函式

        args      元組    給target函式按照位置傳參

        kwargs    字典    給target函式按照鍵值對傳參

  p.start()

 功能：啟動程序

 *target函式會自動執行，此時程序真正被建立

  
 p.join([timeout])

 功能：阻塞等待回收子程序

 引數：超時時間  



*使用multiprocessing建立子程序，同樣子程序複製父程序的全部程式碼段，父子程序各自執行互不影響，父子程序有各自的執行空間

*如果不使用join回收子程序則子程序退出後會成為殭屍程序

*使用multiprocessing建立程序往往父程序只是用來建立程序回收程序