网络编程并发编程

内容概要

• UDP协议
• 基于UDP实现简易聊天
• 操作系统发展史
• 多道技术
• 进程简介
• 进程重要概念

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UDP协议

# 服务端
import socket
server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)  # 自己指定UDP协议(默认是TCP协议)
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
msg, addr = server.recvfrom(1024)
print('msg>>>:', msg.decode('utf8'))
print('addr>>>:', addr)
server.sendto(b'hello baby', addr)
# 服务端接收到的消息
'''
msg>>>: hello server baby
addr>>>: ('127.0.0.1', 61629)
'''

# 客户端
import socket
client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server_addr = ('127.0.0.1', 8080)  # 查找通讯录
client.sendto(b'hello server baby', server_addr)
msg, addr = client.recvfrom(1024)
print('msg>>>:', msg.decode('utf8'))
print('addr>>>:', addr)
# 客户端接收到的消息
'''
msg>>>: hello baby
addr>>>: ('127.0.0.1', 8080)
'''

基于UDP实现简易聊天

服务端

import socket

server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
while True:
    msg, addr = server.recvfrom(1024)
    print(addr)
    print(msg.decode('utf8'))
    back_msg = input('请回复消息>>>:').strip()
    server.sendto(back_msg.encode('utf8'), addr)

客户端1

import socket

client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server_addr = ('127.0.0.1', 8080)

while True:
    msg = input('请输入想要聊天的内容>>>:').strip()
    msg = '来自客户端1的消息:%s' % msg
    client.sendto(msg.encode('utf8'), server_addr)
    msg, addr = client.recvfrom(1024)
    print(msg.decode('utf8'), addr)

客户端2

import socket

client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server_addr = ('127.0.0.1', 8080)

while True:
    msg = input('请输入想要聊天的内容>>>:').strip()
    msg = '来自客户端2的消息:%s' % msg
    client.sendto(msg.encode('utf8'), server_addr)
    msg, addr = client.recvfrom(1024)
    print(msg.decode('utf8'), addr)

操作系统的发展史

1. 穿孔卡片

   优势:一个人独占电脑

   劣势:CPU利用率极低
   

2. 联机批处理系统

   一次性可以录入多个用户指令、缩短了CPU等待的时间、提高了CPU的利用率

3. 脱机批处理系统

   是现代计算机核心部件的雏形、提高CPU的利用率

# 总结:操作系统的发展史其实就是提升CPU利用率的过程
'''为改善CPU的利用率，又引入了多道程序系统'''

多道技术

# 目的:提升CPU利用率 降低程序等待时间
'''强调:目前我们研究并发都是以计算机是单核的情况下:只有一个CPU'''
串行>>>:
	多个任务排队执行 总耗时就是多个任务完整时间总合
多道>>>:
	利用空闲提前准备 缩短总的执行时间并且还能提高CPU利用率

"""
多道技术
	1.空间上的复用
		多个任务共用一套计算机硬件
	2.时间上的复用
		切换+保存状态
			CPU在两种情况下会被拿走
				1.程序遇到IO操作 CPU自动切走运行其他程序
				2.程序长时间占用CPU 系统发现之后也会强行切走CPU 保证其他程序也可以使用
"""
  做饭需要30min
  洗衣需要50min
  烧水需要20min
串行总共需要耗时:30min + 50min + 20min
多道总共需要耗时:50min

进程简介

# 什么是程序、什么是进程
    程序:一堆没有被执行的代码(死的)
    进程:正在运行的程序(活的)
        
# 为什么有进程的概念
	就是为了更加精确的描述出一些实际状态
    
# 进程调度算法发展史
1.先来先服务
	对短作业任务不太友好
2.短作业优先
  	多长作业任务不太友好
3.时间片轮转法与多级反馈队列
  	时间片轮转法:先公平的将CPU分给每个人执行
    多级反馈队列:根据作业长短的不同再合理分配CPU执行时间
  '''目的就是为了能够让单核的计算机也能够做到运行多个程序'''

重要概念*

# 并发与并行
并发
  看上去像同时在执行就可以称之为是并发
    """看起来同时执行:在短时间内几个任务来回切换执行并保存状态"""
    '单核肯定能够实现并发 但是不能实现并行!!!'
并行
  必须同一时间同时运行才可以称之为并行
  """单核计算机肯定不能实现并行!!! 必须要有多个CPU"""

# 高并发与高并行
高并发:我们写的软件可以支持1个亿的并发量
  一个亿的用户来了之后都可以感觉到自己被服务着
高并行:我们写的软件可以支持1个亿的并行量
  上述话语的言外之意是计算机有一亿个CPU

# 同步与异步
  同步
  	提交完任务之后原地等待任务的返回结果 期间不做任何事情
  异步
  	提交完任务之后不愿地等待任务的结果 直接去做其他事情 有结果自动提醒
    
# 阻塞与非阻塞
	进程三状态图
  	就绪态:程序之进入运行态之前肯定要处于就绪态
    运行态:程序被CPU执行着
    阻塞态:程序执行过程中有IO操作
    '''
    如果想要尽可能的提升程序执行效率 
    就要想办法让我们的程序一直处于就绪态和运行态(不要有IO操作)
    '''
  阻塞:阻塞态
  非阻塞:就绪态、运行态

同步异步与阻塞非阻塞结合

"""
同步异步:用来描述任务的提交方式
阻塞非阻塞:用来描述任务的执行状态
"""
    
# 上述两组属于两个不同概念 但是可以结合
  同步阻塞:
        银行排队办理业务 期间不做任何事
  同步非阻塞:
    	银行排队办理业务 期间喝水吃东西 但是人还在队列中
  异步阻塞:
    	在椅子上坐着 但是不做任何事
  异步非阻塞:  "(程序运行的极致)"
    	在椅子上坐着 期间喝水吃东西办公