互斥锁僵尸进程与孤儿进程

ゝ一世哀愁。 2023-08-17 15:25 153阅读 0赞

### 一：僵尸进程与孤儿进程(面试会问到) ###

主进程需要等待子进程结束后，主进程才结束，**主进程时刻监测子进程的运行状态，当子进程结束之后，过一段时间将子进程回收**

#### 1.为什么主进程不在子进程结束后立马对其回收呢？ ####

1.  主进程与子进程是异步关系，主进程无法捕获子进程什么时候结束
2.  如果子进程结束之后马上释放资源，主进程就无法监测子进程的状态（子进程立马死掉，不热乎了就没办法了）

#### 2.unix 针对上面的内容提供了一个机制 ####

**所有子进程结束后，立马释放掉文件的操作链接，内存的大部分数据，但是会保留一个内容 ：进程号、结束时间、运行状态**

#### 3.僵尸进程 ####

**所有的子进程结束之后，在被主进程回收之前，都会进入僵尸状态**

#### 4.僵尸进程有无危害 ####

如果父进程不对子进程进行回收，产生大量的僵尸进程，这样就会占用内存，占用进程 pid 号

#### 5.孤儿进程 ####

**父进程由于某种原因结束了，但是你的子进程还在运行中，这样你的子进程就成为了孤儿进程，但是如果你的父进程结束了，你的所有孤儿进程就会被 init 进程回收，对你进行回收**

init 就是充当了生活中的孤儿院

#### 6.僵尸进程如何解决（直接杀死父进程） ####

父进程产生大量子进程，但是不作为不回收，这样就会形成大量的僵尸进程，解决方式就是直接杀死父进程，将所有的僵尸进程变成孤儿进程，由 init 回收

### 二：互斥锁(保证数据安全,自己加锁容易死锁) ###

三个同事 同时用一个打印机打印内容.
    
    三个进程模拟三个同事, 输出平台模拟打印机.

**版本一**

存在的问题 : 现在是所有进程并发的抢占打印机,并发是以效率优先,并发是以效率优先的,但是我们现在是以顺序优先的,多个进程抢占一个资源时必须保证资源,要保证顺序优先,串行,一个一个来

from multiprocessing import Process
    import time
    import os
    import random
    
    def task1():
        print(f"{os.getpid()}开始打印了")
        time.sleep(random.randint(1,3))
        print(f"{os.getpid()}打印结束了")
    def task2():
        print(f"{os.getpid()}开始打印了")
        time.sleep(random.randint(1, 3))
        print(f"{os.getpid()}打印结束了")
    def task3():
        print(f"{os.getpid()}开始打印了")
        time.sleep(random.randint(1, 3))
        print(f"{os.getpid()}打印结束了")
    if __name__ == '__main__':
        p1 = Process(target = task1)
        p2 = Process(target = task2)
        p3 = Process(target = task3)
    
        p1.start()
        p2.start()
        p3.start()
    """
    8067开始打印了
    8068开始打印了
    8069开始打印了
    8068打印结束了
    8067打印结束了
    8069打印结束了
    一个字概括   乱
    """

**版本二 :**

利用了 join 解决了串行问题,保证了顺序优先,但是这个谁先谁后是固定的,这样是不对的,你在争抢同一个资源时,顺序应该是不固定的……所以引出了下面的互斥锁

from multiprocessing import Process
    import time
    import os
    import random
    
    def task1():
        print(f"{os.getpid()}开始打印了")
        time.sleep(random.randint(1,3))
        print(f"{os.getpid()}打印结束了")
    def task2():
        print(f"{os.getpid()}开始打印了")
        time.sleep(random.randint(1, 3))
        print(f"{os.getpid()}打印结束了")
    def task3():
        print(f"{os.getpid()}开始打印了")
        time.sleep(random.randint(1, 3))
        print(f"{os.getpid()}打印结束了")
    if __name__ == '__main__':
        p1 = Process(target = task1)
        p2 = Process(target = task2)
        p3 = Process(target = task3)
    
        p1.start()
        p1.join()
        p2.start()
        p2.join()
        p3.start()
        p3.join()
    """
    9026开始打印了
    9026打印结束了
    9031开始打印了
    9031打印结束了
    9038开始打印了
    9038打印结束了

lock 与 join 的区别：

共同点 ：都可以将并发变成串行，保证了执行顺序

不同点： join 是人为设定顺序，lock 让其争抢顺序，保证了公平性

from multiprocessing import Process
    from multiprocessing import Lock
    import time
    import os
    import random
    def task1(p,lock):
        lock.acquire()
        print(f'{p}开始打印了')
        time.sleep(random.randint(1,3))
        print(f'{p}打印结束了')
        lock.release()
    
    def task2(p,lock):
        lock.acquire()
        print(f'{p}开始打印了')
        time.sleep(random.randint(1,3))
        print(f'{p}打印结束了')
        lock.release()
    
    def task3(p,lock):
        lock.acquire()
        print(f'{p}开始打印了')
        time.sleep(random.randint(1,3))
        print(f'{p}打印结束了')
        lock.release()
    
    if __name__ == '__main__':
        mutex = Lock()
        p1 = Process(target = task1,args = ('p1',mutex))
        p2 = Process(target = task1,args = ('p2',mutex))
        p3 = Process(target = task1,args = ('p3',mutex))
    
        p1.start()
        p2.start()
        p3.start()
    '''
    p1开始打印了
    p1打印结束了
    p2开始打印了
    p2打印结束了
    p3开始打印了
    p3打印结束了
    '''

### 三:进程之间的通信 ###

#### 1.基于文件通信(抢票系统) ####

主要是一个操作系统

1.  先可以查票,查询余票数 并发
2.  进行购买,向服务端发送请求,服务端接收请求,在后端将票数减一,返回到前端
3.  补充一个知识点,json 中,字典所有的都是双引号

但是当多个进程共抢一个数据时,如果要保证数据的安全,必须要串行.

要想让购买环节进行串行,加锁

![image-20190821140347311][]

下面进入加锁环节

from multiprocessing import Process
    from multiprocessing import Lock
    import time
    import os
    import random
    import json
    
    def search():
        time.sleep(random.randint(1,3))
        with open('ticket.json',mode = "r",encoding = "utf-8")as f1:
            dic = json.load(f1)
            print(f"{os.getpid()}查看了票数,剩余{dic['count']}")
    def paid():
        with open('ticket.json', encoding="utf-8")as f1:
            dic = json.load(f1)
            if dic['count'] > 0:
                dic['count'] -= 1
                time.sleep(random.randint(1, 3))
                with open('ticket.json', mode="w", encoding="utf-8")as f1:
                    json.dump(dic,f1)
                    print(f"{os.getpid()}购买成功")
    def task(lock):
        search()
        lock.acquire()
        paid()
        lock.release()
    if __name__ == '__main__':
        mutex = Lock()
        for i in range(6):
            p = Process(target = task,args = (mutex,))
            p.start()
    
    
    '''
    75543查看了票数,剩余1
    75544查看了票数,剩余1
    75548查看了票数,剩余1
    75545查看了票数,剩余1
    75543购买成功
    75546查看了票数,剩余0
    75547查看了票数,剩余0
    ''''

**总结:当很多资源共抢一个资源数据时,你要保证顺序(数据的安全),一定要串行**

**互斥锁:可以公平性的保证顺序以及数据的安全**

**基于文件进程之间的通信 : 效率低,自己加锁麻烦,而且很容易出现死锁**

#### 2.基于队列通信 ####

队列 : 把队列理解成一个容器,这个容器可以加载一些数据

1.  共享的空间
2.  内存空间
3.  自动帮我们处理好锁定问题

**Queue的特性 : 先进先出 FIFO**

from multiprocessing import Queue
    q = Queue()
    def func():
        print('in func')
    q.put(1)
    q.put("胖")
    q.put([1,2,3,4])
    q.put(func)
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    '''
    1
    胖
    [1, 2, 3, 4]
    <function func at 0x109c1ba60>
    '''

from multiprocessing import Queue
    q = Queue(3)
    q.put(1)
    q.put("alex")
    q.put([1,2,3])
    q.put(555)       #  当队列满了时,在进程 put 就会阻塞
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())   # 当数据取完时,在进程get数据也会出现阻塞,直到某一个进程put数据.
    '''
    阻塞之后就直接不运行了,但是不报错
    '''

**block**

from multiprocessing import Queue
    q = Queue(3)
    q.put(1)
    q.put('alex')
    q.put([1,2,3])
    
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get(block = False ))
    '''
    只要遇到  block = False 阻塞就会报错
    '''

**timeout**

from multiprocessing import Queue
    q = Queue(3)
    q.put(1)
    q.put('alex')
    q.put([1,2,3])
    
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get(timeout = 3))
    '''
    阻塞 3 秒  3秒之后还阻塞就报错
    '''

队列存成数据间沟通的消息时,数据量不应该过大

maxsize 的值超过内存限制,将变得毫无意义

#### 3.基于管道通信 ####

#### 生产者消费模型 ####

from multiprocessing import Process,Queue  
import time  
import os  
import random  
def producer(q,name):  
for i in range(1,6):  
time.sleep(random.randint(1,2))  
res = f"\{i\}号包子"  
q.put(res)  
print(f"生产者\{name\}生产了\{res\}")

def consumer(q,name):  
while 1:  
try:  
food = q.get(timeout=3)  
time.sleep(random.randint(1, 3))  
print(f"消费者\{name\}吃了\{food\}")  
except Exception:  
return

if **name** == '**main**':  
q = Queue()  
p1 = Process(target = producer,args=(q,'坤坤'))  
p2 = Process(target = consumer,args=(q,'海狗'))  
p1.start()  
p2.start()  
'''  
生产者坤坤生产了1号包子  
消费者海狗吃了1号包子  
生产者坤坤生产了2号包子  
生产者坤坤生产了3号包子  
消费者海狗吃了2号包子  
生产者坤坤生产了4号包子  
消费者海狗吃了3号包子  
生产者坤坤生产了5号包子  
消费者海狗吃了4号包子  
消费者海狗吃了5号包子  
'''

转载于:https://www.cnblogs.com/hualibokeyuan/p/11392222.html

[image-20190821140347311]: