一、什么是進程 進程就是運行中的程序進程是操作系統中最小的資源分配單位進程與進程之間的關系 ： 數據隔離的進程的id：Process id = pid pid是一個全系統唯一的對某個進程的標識，隨著這個進程的重啟pid可能會變化

程序與進程的區別
程序是指令和數據的有序集合，其本身沒有任何運行的含義，是一個靜態的概念。 而進程是程序在處理機上的一次執行過程，它是一個動態的概念。 程序可以作為一種軟件資料長期存在，而進程是有一定生命期的。 程序是永久的，進程是暫時的。 進程（Process）是計算機中的程序關于某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位，是操作系統結構的基礎。在早期面向進程設計的計算機結構中，進程是程序的基本執行實體；在當代面向線程設計的計算機結構中，進程是線程的容器。程序是指令、數據及其組織形式的描述，進程是程序的實體。狹義定義：進程是正在運行的程序的實例（an instance of a computer program that is being executed）。 廣義定義：進程是一個具有一定獨立功能的程序關于某個數據集合的一次運行活動。它是操作系統動態執行的基本單元，在傳統的操作系統中，進程既是基本的分配單元，也是基本的執行單元。 進程 第一，進程是一個實體。每一個進程都有它自己的地址空間，一般情況下，包括文本區域（text region）、數據區域（data region）和堆棧（stack region）。文本區域存儲處理器執行的代碼；數據區域存儲變量和進程執行期間使用的動態分配的內存；堆棧區域存儲著活動過程調用的指令和本地變量。 第二，進程是一個“執行中的程序”。程序是一個沒有生命的實體，只有處理器賦予程序生命時（操作系統執行之），它才能成為一個活動的實體，我們稱其為進程。[3] 進程是操作系統中最基本、重要的概念。是多道程序系統出現后，為了刻畫系統內部出現的動態情況，描述系統內部各道程序的活動規律引進的一個概念,所有多道程序設計操作系統都建立在進程的基礎上。 概念 動態性：進程的實質是程序在多道程序系統中的一次執行過程，進程是動態產生，動態消亡的。 并發性：任何進程都可以同其他進程一起并發執行 獨立性：進程是一個能獨立運行的基本單位，同時也是系統分配資源和調度的獨立單位； 異步性：由于進程間的相互制約，使進程具有執行的間斷性，即進程按各自獨立的、不可預知的速度向前推進 結構特征：進程由程序、數據和進程控制塊三部分組成。 多個不同的進程可以包含相同的程序：一個程序在不同的數據集里就構成不同的進程，能得到不同的結果；但是執行過程中，程序不能發生改變。 特征
二、進程的調度
要想多個進程交替運行，操作系統必須對這些進程進行調度，這個調度也不是隨即進行的，而是需要遵循一定的法則，由此就有了進程的調度算法。

1、先來先服務
先來先服務（FCFS）調度算法是一種最簡單的調度算法，該算法既可用于作業調度，也可用于進程調度。FCFS算法比較有利于長作業（進程），而不利于短作業（進程）。
由此可知，本算法適合于CPU繁忙型作業，而不利于I/O繁忙型的作業（進程）。 2、短作業優先
短作業（進程）優先調度算法（SJ/PF）是指對短作業或短進程優先調度的算法，該算法既可用于作業調度，也可用于進程調度。但其對長作業不利；不能保證緊迫性作業（進程）被及時處理；
作業的長短只是被估算出來的。

3、時間片輪轉法
時間片輪轉(Round Robin，RR)法的基本思路是讓每個進程在就緒隊列中的等待時間與享受服務的時間成比例。在時間片輪轉法中，需要將CPU的處理時間分成固定大小的時間片，
例如，幾十毫秒至幾百毫秒。如果一個進程在被調度選中之后用完了系統規定的時間片，但又未完成要求的任務，則它自行釋放自己所占有的CPU而排到就緒隊列的末尾，等待下一次調度。
同時，進程調度程序又去調度當前就緒隊列中的第一個進程。 4、多級反饋隊列
前面介紹的各種用作進程調度的算法都有一定的局限性。如短進程優先的調度算法，僅照顧了短進程而忽略了長進程，而且如果并未指明進程的長度，則短進程優先和基于進程長度的搶占式調度算法都將無法使用。而多級反饋隊列調度算法則不必事先知道各種進程所需的執行時間，而且還可以滿足各種類型進程的需要，因而它是目前被公認的一種較好的進程調度算法。在采用多級反饋隊列調度算法的系統中，調度算法的實施過程如下所述。 (1) 應設置多個就緒隊列，并為各個隊列賦予不同的優先級。第一個隊列的優先級最高，第二個隊列次之，其余各隊列的優先權逐個降低。該算法賦予各個隊列中進程執行時間片的大小也各不相同，在優先權愈高的隊列中，為每個進程所規定的執行時間片就愈小。例如，第二個隊列的時間片要比第一個隊列的時間片長一倍，……，第i+1個隊列的時間片要比第i個隊列的時間片長一倍。 (2) 當一個新進程進入內存后，首先將它放入第一隊列的末尾，按FCFS原則排隊等待調度。當輪到該進程執行時，如它能在該時間片內完成，便可準備撤離系統；如果它在一個時間片結束時尚未完成，調度程序便將該進程轉入第二隊列的末尾，再同樣地按FCFS原則等待調度執行；如果它在第二隊列中運行一個時間片后仍未完成，再依次將它放入第三隊列，……，如此下去，當一個長作業(進程)從第一隊列依次降到第n隊列后，在第n 隊列便采取按時間片輪轉的方式運行。 (3) 僅當第一隊列空閑時，調度程序才調度第二隊列中的進程運行；僅當第1～(i-1)隊列均空時，才會調度第i隊列中的進程運行。如果處理機正在第i隊列中為某進程服務時，又有新進程進入優先權較高的隊列(第1～(i-1)中的任何一個隊列)，則此時新進程將搶占正在運行進程的處理機，即由調度程序把正在運行的進程放回到第i隊列的末尾，把處理機分配給新到的高優先權進程。





三、進程的并行與并發
并行?:?并行是指兩者同時執行，比如賽跑，兩個人都在不停的往前跑；（資源夠用，比如三個線程，四核的CPU ）
并發?:?并發是指資源有限的情況下，在一個時間段內兩者交替輪流使用資源，比如一個單核CPU資源一次只能給一個進程使用，A使用一段時間后，讓給B，B用完繼續給A ，交替使用，目的是提高效率。

區別:
并行是從微觀上，也就是在一個精確的時間片刻，有不同的程序在執行，這就要求必須有多個處理器。
并發是從宏觀上，在一個時間段上可以看出是同時執行的，比如一個服務器同時處理多個session。



四、同步異步阻塞非阻塞
1、三狀態介紹：


在程序運行的過程中，由于被操作系統的調度算法控制，程序會進入幾個狀態：就緒，運行和阻塞。
1、就緒(Ready)狀態
當進程已分配到除CPU以外的所有必要的資源，只要獲得CPU便可立即執行，這時的進程狀態稱為就緒狀態。

2、執行/運行（Running）狀態
當進程已獲得處理器，其程序正在處理器上執行，此時的進程狀態稱為執行狀態。

3、阻塞(Blocked)狀態
正在執行的進程，由于等待某個事件發生而無法執行時，便放棄處理器而進入阻塞狀態。引起進程阻塞的事件可有多種，例如，等待I/O完成、申請緩沖區不能滿足、等待信件(信號)等。




2、同步異步
同步：兩件事 一件做完了再去做另一件事兒
例如：我先去洗衣服(手洗)，洗完衣服再去做飯

異步：兩件事情同時做
例如：我有洗衣機了，我可以打開洗衣機，在洗衣機洗衣服的時候，我去做飯

3、阻塞和非阻塞
阻塞：例如socket編程中，服務端使用accept，就是阻塞，它會在那里一直等待客戶端來連接它
比如：你在洗衣服的時候沒有洗衣粉，等待洗衣粉而停止。

非阻塞：例如socket編程中，服務端對象使用setblocking(True)，在accept的時候不會進行等待，而是繼續向下運行
比如：有洗衣粉了，可以直接洗衣粉

同步阻塞 ：不能充分利用CPU(效率最低)
比如：你在洗衣服的時候，沒有洗衣粉了，等待洗衣粉而停止，有洗衣粉后，洗完衣服了，然后去做飯，又沒有米了，等待米而停止

異步非阻塞 : 過度利用CPU(效率很高)
比如：你在洗衣服的時候，沒有洗衣粉了，但是你不停止，而是直接開洗衣機洗衣服，同時在做飯的時候，又沒有米了，你也直接煮



五、進程的創建與結束
創建
而對于通用系統（跑很多應用程序），需要有系統運行過程中創建或撤銷進程的能力，主要分為4中形式創建新的進程：
1. 系統初始化

2. 一個進程在運行過程中開啟了子進程

3. 用戶的交互式請求，而創建一個新進程（如用戶QQ）

4. 一個批處理作業的初始化（只在大型機的批處理系統中應用）

無論哪一種，新進程的創建都是由一個已經存在的進程執行了一個用于創建進程的系統調用而創建的。　
結束
1. 正常退出（自愿，如用戶點擊交互式頁面的叉號，或程序執行完畢調用發起系統調用正常退出，在linux中用exit，在windows中用ExitProcess）

2. 出錯退出（自愿，python a.py中a.py不存在）

3. 嚴重錯誤（非自愿，執行非法指令，如引用不存在的內存，1/0等，可以捕捉異常，try...except...）

4. 被其他進程殺死（非自愿）




六、multiprocessing模塊
1、模塊介紹
Process模塊是一個創建進程的模塊，借助這個模塊，就可以完成進程的創建。 Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])，由該類實例化得到的對象，表示一個子進程中的任務（尚未啟動）強調： 1. 需要使用關鍵字的方式來指定參數 2. args指定的為傳給target函數的位置參數，是一個元組形式，必須有逗號參數介紹： 1 group參數未使用，值始終為None 2 target表示調用對象，即子進程要執行的任務 3 args表示調用對象的位置參數元組，args=(1,2,'a',) 4 kwargs表示調用對象的字典,kwargs={'name':'ming','age':18} 5 name為子進程的名稱 ? 方法介紹
1、 p.start()：啟動進程，并調用該子進程中的p.run() 2、 p.run():進程啟動時運行的方法，正是它去調用target指定的函數，我們自定義類的類中一定要實現該方法 3、 p.terminate():強制終止進程p，不會進行任何清理操作，如果p創建了子進程，該子進程就成了僵尸進程，使用該方法需要特別小心這種情況。如果p還保存了一個鎖那么也將不會被釋放，進而導致死鎖 4、 p.is_alive():如果p仍然運行，返回True 5、 p.join([timeout]):主線程等待p終止（強調：是主線程處于等的狀態，而p是處于運行的狀態）。timeout是可選的超時時間，需要強調的是，p.join只能join住start開啟的進程，而不能join住run開啟的進程


屬性介紹
1、 p.daemon：默認值為False，如果設為True，代表p為后臺運行的守護進程，當p的父進程終止時，p也隨之終止，并且設定為True后，p不能創建自己的新進程，必須在p.start()之前設置 2、 p.name:進程的名稱 3、 p.pid：進程的pid
4、 p.exitcode:進程在運行時為None、如果為–N，表示被信號N結束(了解即可) 5、 p.authkey:進程的身份驗證鍵,默認是由os.urandom()隨機生成的32字符的字符串。這個鍵的用途是為涉及網絡連接的底層進程間通信提供安全性，這類連接只有在具有相同的身份驗證鍵時才能成功（了解即可）

在windows中使用需要注意
在Windows操作系統中由于沒有fork(linux操作系統中創建進程的機制)，在創建子進程的時候會自動 import 啟動它的這個文件，而在 import 的時候又執行了整個文件。因此如果將process()直接寫在文件中就會無限遞歸創建子進程報錯。
所以必須把創建子進程的部分使用if __name__ =='__main__' 判斷保護起來，import 的時候 ，就不會遞歸運行了。


例子：
1、 import os import time from multiprocessing import Process def func(arg):time.sleep(0.5)print('子進程%s,子進程id:%s,父進程id:%s'%(arg,os.getpid(),os.getppid())) # os.getpid當前進程id,os.getppid父進程id 注意與屬性p.pid的區分if __name__ == '__main__':p = Process(target=func,args=(1,)) # 實例化一個進程，Process是一個類 p.start()print('主進程id:%s,主進程的父進程id:%s,子進程id:%s' % (os.getpid(), os.getppid(), p.pid)) 2、數據隔離 import os from multiprocessing import Process count = 100 def func():global countcount -= 1print('子進程：',count)if __name__ == '__main__':print('主進程',os.getpid(),os.getppid())p = Process(target=func)p.start()print('主進程：',count)結果： 主進程 8316 5512 主進程： 100 子進程： 99

3、啟動多個子進程(子進程的執行順序不是根據啟動順序決定的) import os from multiprocessing import Process def func(arg):print('子進程%s :'%arg ,os.getpid(),os.getppid())if __name__ == '__main__':for i in range(10):Process(target=func,args=(i,)).start() 4、子進程和父進程之間的關系 1.父進程和子進程的啟動是異步的 父進程只負責通知操作系統啟動子進程 接下來的工作由操作系統接手 父進程繼續執行自己的代碼2.父進程執行完畢之后并不會直接結束程序， 而是會等待所有的子進程都執行完畢之后才結束 父進程要負責回收子進程的資源import time import os from multiprocessing import Process def func(arg):print('子進程%s :'%arg ,os.getpid(),os.getppid())time.sleep(5)print('子進程end')if __name__ == '__main__':for i in range(10):Process(target=func,args=(i,)).start()print('父進程。。。')

?

5、join：父進程等待子進程結束后才繼續執行自己后續的代碼 import time from multiprocessing import Process def func(name):print('Myname is:', name)time.sleep(1)print('我是子進程')if __name__ == '__main__':p = Process(target=func, args=('xiaoming',))p.start()p.join()print('我是父進程')結果： Myname is: xiaoming 我是子進程 我是父進程 ?

?

轉載于:https://www.cnblogs.com/yidashi110/p/10092171.html

《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的进程初识和multiprocessing模块之Process的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。