多任务编程

意义：充分利用计算机的资源提高程序的运行效率

定义：通过应用程序利用计算机多个核心，达到同时执行多个任务的目的

实施方案： 多进程、多线程

并行：多个计算机核心并行的同时处理多个任务

并发：内核在多个任务间不断切换，达到好像内核在同时处理多个任务的运行效果

进程：程序在计算机中运行一次的过程

程序：是一个可执行文件，是静态的，占有磁盘，不占有计算机运行资源

进程：进程是一个动态的过程描述，占有CPU内存等计算机资源的，有一定的生命周期

* 同一个程序的不同执行过程是不同的进程，因为分配的计算机资源等均不同

父子进程 : 系统中每一个进程(除了系统初始化进程)都有唯一的父进程,可以有0个或多个子进
程。父子进程关系便于进程管理。

进程

CPU时间片：如果一个进程在某个时间点被计算机分配了内核，我们称为该进程在CPU时间片上。

PCB(进程控制块)：存放进程消息的空间

进程ID(PID)：进程在操作系统中的唯一编号，由系统自动分配

进程信息包括：进程PID，进程占有的内存位置，创建时间，创建用户. . . . . . . .

进程特征：

1. 进程是操作系统分配计算机资源的最小单位
2. 每一个进程都有自己单独的虚拟内存空间
3. 进程间的执行相互独立，互不影响

进程的状态

1、三态

• 就绪态：进程具备执行条件，等待系统分配CPU
• 运行态：进程占有CPU处理器，处于运行状态
• 等待态：进程暂时不具备运行条件，需要阻塞等待，让出CPU

2、五态（增加新建态和终止态）

• 新建态：创建一个新的进程，获取资源的过程
• 终止态：进程结束释放资源的过程

查看进程树：　　　pstree

查看父进程PID：　ps -ajx

linux查看进程命令：　　ps -aux

有一列为STAT为进程的状态

　　D 等待态 （不可中断等待）（阻塞）
　　S 等待态（可中断等待）（睡眠）
　　T 等待态（暂停状态）
　　R 运行态（就绪态运行态）
　　Z 僵尸态

　　前台进程（能在终端显示出现象的）
　　< 高优先级
　　N 低优先级
　　l 有多线程的
　　s 会话组组长

os.fork创建进程

pid = os.fork()　

功能：创建一个子进程

返回值：创建成功在原有的进程中返回子进程的PID，在子进程中返回0；创建失败返回一个负数

父子进程通常会根据fork返回值的差异选择执行不同的代码（使用if结构）

import  os from time import sleeppid = os.fork()if pid < 0: print("创建进程失败")#子进程执行部分elif pid == 0: print("新进程创建成功")#父进程执行部分else: sleep(1) print("原来的进程")print("程序执行完毕")# 新进程创建成功# 原来的进程# 程序执行完毕

• 子进程会复制父进程全部代码段(包括fork前的代码)但是子进程仅从fork的下一句开始执行
• 父进程不一定先执行(进程之间相互独立，互不影响)
• 父子进程各有自己的属性特征，比如：PID号PCB内存空间
• 父进程fork之前开辟的空间子进程同样拥有，但是进程之间相互独立，互不影响．

父子进程的变量域

import os from time import sleep a = 1pid = os.fork()if pid < 0: print("创建进程失败")elif pid == 0: print("子进程") print("a = ",a) a = 10000 print("a = ",a)else: sleep(1) print("父进程") print("parent a :",a) # a = 1# 子进程# a =  1# a =  10000# 父进程# parent a : 1

进程ID和退出函数

os.getpid()获取当前进程的PID号

　　返回值：返回PID号

os.getppid()获取父类进程的进程号

　　返回值：返回PID号

import ospid = os.fork()if pid < 0:  print("Error")elif pid == 0:  print("Child PID:", os.getpid()) # 26537  print("Get parent PID:", os.getppid()) # 26536else:  print("Get child PID:", pid)  # 26537  print("Parent PID:", os.getpid())# 26536

os._exit(status)退出进程

　　参数：进程的退出状态　　整数

sys.exit([status])退出进程

　　参数：默认为0　　整数则表示退出状态；符串则表示退出时打印内容

　　sys.exit([status])可以通过捕获SystemExit异常阻止退出

import os,sys# os._exit(0)  # 退出进程try: sys.exit("退出")except SystemExit as e: print("退出原因：",e) # 退出原因： 退出

孤儿和僵尸

孤儿进程

父进程先于子进程退出，此时子进程就会变成孤儿进程

　　孤儿进程会被系统指定的进程收养，即系统进程会成为该孤儿进程新的父进程。孤儿进程退出时该父进程会处理退出状态

僵尸进程

子进程先与父进程退出，父进程没有处理子进程退出状态，此时子进程成为僵尸进程

　　僵尸进程已经结束，但是会滞留部分PCB信息在内存，大量的僵尸会消耗系统资源，应该尽量避免

如何避免僵尸进程的产生

父进程处理子进程退出状态

pid, status = os.wait()

功能：在父进程中阻塞等待处理子进程的退出

返回值：　pid 退出的子进程的PID号

　　　　　status 　　子进程的退出状态

import os, syspid = os.fork()if pid < 0:  print("Error")elif pid ==