并發編程
1、多道技術（基于單核背景下產生）
單道：指的是一條道路走到黑 --> 串行
比如：a，b需要使用cpu，a先試用，b等待a使用完成后，b才能使用cpu
多道：一條道路分配走
比如：a，b需要使用cpu，a先使用，b等待a，直到a進入“IO或執行時間過長”，a會（切換+保存狀態），然后b可以使用cpu，待b執行遇到“IO或執行時間過長”，再將cpu執行權限交給a，直到兩個程式結束
空間上的復用：（*******）
多個程式使用一個cpu
時間上的復用：（*******）
切換 + 保存狀態
1.當執行程式遇到IO時，作業系統會將cpu的執行權限剝奪
優點：
cpu的執行效率提高
2.當執行程式遇到執行時間過長時，作業系統會將cpu的執行權限剝奪
缺點：
程式的執行效率低
2、并發與并行
并發：在單核（1個cpu）情況下，當執行a，b兩個程式時，a先執行，當a遇到IO時，b開始爭搶cpu的執行權限，再讓b執行，看起來像同時運行
并行：在多核（多個cpu）情況下，當執行a，b兩個程式時，a，b同時執行，他們是真正意義上的同時運行
3、行程
（1）什么是行程
行程是一個資源單位
（2）行程與程式
程式：一堆代碼檔案
行程：執行代碼的程序，稱之為行程
（3）行程調度（了解）
① 先來先服務調度演算法
比如程式 a，b，若a先來，則先讓a先服務，待a服務完畢后，b再服務
缺點：
執行效率低
② 短作業優先調度
執行時間越短，則先調度
缺點：
導致執行時間長的程式，需要等待所有時間短的程式執行完畢后，才能執行
現代作業系統的行程電鍍演算法： 時間片輪轉法 + 多級反饋佇列（知道）
③ 時間片輪轉法
比如同時有10個程式需要執行，作業系統會給你10秒，然后時間片輪轉法會將10秒分成10等份，
④ 多級反饋佇列
1級別佇列：優先級最高，先執行此佇列中的程式
2級別佇列：優先級以此類推
3級別佇列：...
4、同步與異步
同步與異步指的是 "提交任務的方式"
同步（串行）：
兩個a，b程式都要提交并執行，假如a先提交執行，b必須等a執行完成后，b才能提交任務
異步（并發）：
兩個a，b程式都要提交并執行，假如a先提交執行，b無需等a執行完成，就可以直接提交任務
5、阻塞與非阻塞
阻塞：
凡是遇到IO操作都會阻塞
IO操作:
input()
output()
time.sleep()
檔案的讀寫
資料的傳輸
非阻塞（不等待）：
只要不遇到IO阻塞，其他都是非阻塞（比如計算從1到100萬的和）
6、行程的三種狀態
就緒態：
同步和異步
運行態：程式的運行時間過長 ---> 會將程式回傳給就緒態
非阻塞
阻塞態：
遇到IO操作
7、行程的兩種創建方式（代碼）
方式1：直接呼叫Process類
例1：
import time from multiprocessing import Process def task(): # 任務 print("start...") time.sleep(3) print("end...") if __name__ == '__main__': # target=任務(函式地址) ---> 創建一個子行程 p_obj = Process(target=task) # 告訴作業系統去創建一個子行程 p_obj.start() # 告訴主行程，等待子行程結束后，再執行主行程 p_obj.join() print("正在執行當前主行程")
執行結果：
start...
end...
正在執行當前主行程
例2：
import time from multiprocessing import Process def task(name): # 任務 print(f"start...{name}的子行程") time.sleep(3) print(f"end...{name}的子行程") if __name__ == '__main__': # target=任務(函式地址) ---> 創建一個子行程 # 異步提交3個任務 (3個子行程) p_obj1 = Process(target=task, args=("apple", )) p_obj2 = Process(target=task, args=("orange", )) p_obj3 = Process(target=task, args=("banana", )) # 告訴作業系統去創建一個子行程 p_obj1.start() p_obj2.start() p_obj3.start() # 告訴主行程，等待子行程結束后，再執行主行程 p_obj1.join() p_obj2.join() p_obj3.join() print("正在執行當前主行程")
執行結果：
# apple、orange、banana三個行程同時提交 start...apple的子行程 start...orange的子行程 start...banana的子行程 end...apple的子行程 end...orange的子行程 end...banana的子行程 正在執行當前主行程
方式二：繼承Process類
import time from multiprocessing import Process class MyProcess(Process): def run(self): print(f"start...{self.name}的子行程") time.sleep(3) print(f"end...{self.name}的子行程") if __name__ == '__main__': # 定義一個空串列，將所有的子行程放進去并for回圈出來告訴主行程先執行子行程 list1 = [] # 假設10個行程 for i in range(10): obj = MyProcess() # 告訴作業系統去創建一個子行程 obj.start() list1.append(obj) for obj in list1: # 告訴主行程，等待子行程結束后，再執行主行程 obj.join() print("正在執行當前主行程")
執行結果：
# 10個行程同時提交 start...MyProcess-1的子行程 start...MyProcess-2的子行程 start...MyProcess-3的子行程 start...MyProcess-4的子行程 start...MyProcess-5的子行程 start...MyProcess-6的子行程 start...MyProcess-7的子行程 start...MyProcess-8的子行程 start...MyProcess-9的子行程 start...MyProcess-10的子行程 end...MyProcess-1的子行程 end...MyProcess-2的子行程 end...MyProcess-3的子行程 end...MyProcess-4的子行程 end...MyProcess-5的子行程 end...MyProcess-6的子行程 end...MyProcess-7的子行程 end...MyProcess-8的子行程 end...MyProcess-9的子行程 end...MyProcess-10的子行程 正在執行當前主行程
8、問答題
（1）在單核情況下是否可以實作并行？
不可以，并行只能在多核情況下實作
（2）阻塞與同步是一樣的嗎？非阻塞與異步是一樣的嗎？
不一樣
同步與異步：提交任務的方式
阻塞與非阻塞：行程的狀態
補充：
異步非阻塞：異步非阻塞可將cpu的利用率最大化！ 用在通過并發對程式行程操作
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標籤：Python