进程/线程/协成

• 进程：进程就是应用程序的启动实例，比如说打开一个软件，打开一个应用，就等于开启一个进程。进程拥有代码和打开的文件资源，数据资源，独立的内存空间。

• 线程：从属于进程，是程序的执行者，一个进程至少包括一个主线程。当然也可以包含更多的子线程。线程有自己的栈空间。

• 协程：一种比线程更加轻量级的存在，正如一个进程下有多个线程一样，一个线程下可以拥有多个协程。协程是认为开启的，不受操作系统的管理和调度。这也就是说协程不会像线程那样切换上下文环境，消耗资源。

• 归纳：

  对于操作系统来讲，线程是最小的执行单位，进程是最小的资源管理单位，协程是人为控制，不受操作系统的管理和调度。

• 多进程之间的通信

  1. 定义生产者/消费者模型
  2. 生产者写入数据到队列中，当队列容量已满的时候(限定队列长度)，生产者属于阻塞状态。
  3. 消费者监听同步队列，当队列中有数据时需要拉取数据，否则就属于阻塞状态。

• 多线程之间的通信

  • 为什么需要线程通信？

    在多线程并发操作时，cpu默认是是随机切换线程的，如果我们使用多线程来共同完成一件任务时，我们希望他们有规律的执行，而不至于多个线程对于同一共享数据的读写操作。所以多线程之间时需要一个协调机制的。

  • 怎么解决多线程通信问题

    ? 对于多线程避免多个线程对于同一共享数据的操作，我们引出锁的概念。python已经给我们提供了Threading.Lock() 对象，添加锁[lock.acquire()],一次只能加一把锁，加多了就会出现死锁状态。 释放锁 [lock.release()] .

    ? Threading.Rlock() 对象，在同一线程内可以多次加锁[lock.acquire()] ，不会出现死锁状态。释放锁[lock.release()] ,加锁和释放锁需要成队的出现。

• 线程的生命周期

  • 新建状态，当程序实例化一个对象时，就完成了新建的状态。

  • 就绪状态，当创建的对象调用了start() 方法 则进入了就绪状态，start()方法是启动线程。

  • 运行状态，当就绪状态的线程被CPU调度，开始执行run()方法，就进入了运行状态。

  • 阻塞状态，当运行线程数大于处理器数的时候，运行状态的线程将会被阻塞，从而进入阻塞状态。

  • 死亡状态，当run执行完程序块时，或者在run执行过程中抛出异常或者错误时，线程则进入死亡状态。

    ? )

• IO复用

  • select

    • 原理

      select是通过系统调用来监视着一个由多个文件描述符组成的数组，当select()返回后，数组中就绪的文件描述符会被内核修改标记位，使得进程可以获得这些文件描述符从而进行后续的读写操作。select是通过遍历来监视整个数组的，而且每次遍历都是线性的。

    • 优点

      select目前几乎在所有的平台上支持，良好的跨平台性。

    • 缺点

      • 每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多的时候会很大。
      • 单个进程能够监视的fd数量存在最大限制，在linux上默认为1024（可以通过修改宏定义或者重新编译内核的方式提升这个限制）
      • 并且由于select的fd是放在数组中，并且每次都要线性遍历整个数组，当fd很多的时候，开销也很大。

  • poll

    • 原理

      poll本质上和select没有区别，只是没有了最大连接数（linux上默认1024个）的限制，原因是它基于链表存储的。

    • 优点

      没有最大连接数的限制

    • 缺点

      • 每次调用poll，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多的时候会很大。
      • 并且由于poll的fd是放在数组中，并且每次都要线性遍历整个数组，当fd很多的时候，开销也很大。

  • epoll

    • 原理
    • 优点
      • epoll的解决方法是每次注册新的事件到epoll中，会把所有的fd拷贝进内核，而不是在等待的时候重新拷贝，保证了每个fd在整个过程中只会拷贝1次。
      • epoll没有这个限制，它所支持的fd上限是最大可以打开文件的数据，具体 数据可以cat /proc/sys/fs/file_max查看，一般来说这个数目和系统内存关系比较大。
      • epoll的解决方法不像select和poll每次对所有fd进行遍历轮询所有fd集合，而是在注册新的事件时，为每个fd指定一个回调函数，当设备就绪的时候，调用这个回调函数，这个回调函数就会把就绪的fd加入一个就绪表中。所以epoll只需要遍历就绪表
      • 水平触发：只要满足条件，就触发一个事件（只要有数据没有被获取，内核就不断通知你）。例如：在水平触发模式下，重复调用epoll.poll()会重复通知关注的event，直到与该even有关的所有数据都已被处理。
      • 边缘触发：每当状态变化时，触发一个事件。例如：在边缘触发模式中，epoll.poll()在读或者写event在socket上发生后，将只会返回一次event。调用epoll.poll()的程序必须处理所有的和这个event相关的数据，随后的epoll.poll()调用不会再有这个event的通知。

  ?

进程/线程/协成

原文：https://www.cnblogs.com/xm-179987734/p/11316089.html