并发编程

并发编程

目录：

• UDP协议
• 操作系统发展史
• 多道技术
• 进程理论
• 进程的并行和并发
• 进程的三大状态
• 同步和异步
• 阻塞与非阻塞
• 同步异步与阻塞非阻塞

UDP协议

• 在UDP协议中的注意事项

  1. 服务端不需要考虑客户端是否异常退出

  2. UDP不存在黏包问题(UDP多用于短消息的交互)

• 服务端

  import socket
  server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
  server.bind(('127.0.0.1', 8080))
  msg, address = server.recvfrom(1024)
  print('msg>>>:%s' % msg.decode('utf8'))
  print('address>>>:',address)
  server.sendto('我是服务端 你好啊'.encode('utf8'), address)
  

• 客户端

  import socket
  client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
  server_address = ('127.0.0.1', 8080)
  client.sendto('我是客户端 想我了没'.encode('utf8'), server_address)
  msg, address = client.recvfrom(1024)
  print('msg>>>:%s' % msg.decode('utf8'))
  print('address>>>:',address)
  

操作系统的发展史

​ 操作系统的发展史又被称之为并发编程的发展史

• 延申

  ​ 在学习操作系统的发展史之前，需要了解计算机的五大模块和三大核心硬件

  • 五大组成部分

    1. 控制器： 计算机的控制系统
    2. 运算器： 计算机的运算系统
    3. 存储器： 计算机存储系统
    4. 输入
    5. 输出

  • 三大核心

    1. CPU ：计算机工作的关键
    2. 内存 ： 给CPU准备需要运行的代码，临时储存
    3. 硬盘 : 永久存储将来可能所需要运行的代码

    CPU是计算机执行程序的核心

• 操作系统的演变

  ​

  演变历程	具体体现	优缺势
  穿孔卡片	需要程序员先将输入的穿孔卡片准备好 才能在计算机上做执行命令	CPU利用率非常的低 好处是可以一个人独占计算机
  联机批处理系统	将计算机通过联机的方式，一并处理	缩短录入数据的时候 让CPU连续工作的时间变长
  脱机批处理系统	是现代计算机的雏形	提升CPU利用率

单道技术和多道技术

• 前提

  ​ 单道技术和多道技术的前提就是在一个CPU下执行程序

• 单道技术和多道技术

  分类	含义	总耗时
  单道技术	所有程序都排队执行，执行完一个才能执行下一个	所有程序运行结束的耗时之和
  多道技术	计算机利用空闲时间提前准备好一些数据 提高效率	所有程序中最长程序的耗时时长

• 多道技术的状态

  切换+保存状态

  状态	状态下的流程
  切换	CPU会在程序自身进入IO操作时切换，去执行其他程序 CPU在被程序长时间占用时切换，去执行其他程序
  保存	每次切换之前要记录下当前执行的状态 之后切回来基于当前状态继续执行

  • 什么是IO操作

    IO操作就是输入输出操作，例如：输入信息，读取文件，保存文件，time.sleep(程序睡眠)等

进程

• 什么是进程

  ​ 进程就说正在运行的程序

• 进程的调度算法

  ​

  调度算法	具体作用	缺点
  先来先服务算法	先到的优先被执行	针对耗时比较短的程序不友好
  短作业优先调度	哪个用时比较短，先执行哪个	针对耗时比较长的程序不友好
  时间片轮转法+ 多级反馈队列	将固定的时间做出分割，均分给所有程序 分配多次后,程序还需要运行则分到下一层 等待下一时间片执行	越往下表示程序总耗时越长 每次分的时间片越多 但是优先级越低

• 并行与并发

  ​

  	意义
  并行	多个进程同时执行	单个CPU肯定无法实现并行 必须要有多个CPU
  并发	多个进程看上去像同时执行就可以称之为并发	单个CPU完全可以实现并发的效果 如果是并行那么肯定也属于并发
  并发量 （高并发）	能够同时执行很多进程的并发量	单个CPU也可以同时实现多个并发的效果

• 进程的三大状态

  ​ 就绪态，运行态，堵塞态

  ​ 三者的关系：

  ​

  1.所有的进程要想被运行 必须先经过就绪态
  2.运行过程中如果出现了IO操作 则进入阻塞态
  3.运行过程中如果时间片用完 则继续进入就绪态
  4.阻塞态要想进入运行态必须先经过就绪态

  ​

• 同步和异步、阻塞与非阻塞

  状态	理解
  同步	提交完任务之后原地等待任务的结果 期间不做任何事
  异步	提交完任务之后不原地等待直接去做其他事 结果自动提醒
  阻塞	进程的执行状态——阻塞态
  非阻塞	进程的执行状态——就绪态 运行态
  同步阻塞	在提交任务的过程中原地等待，期间什么是都不做
  同步非阻塞	在提交任务的过程中原地等待，再此状态下可以做点其他事
  异步阻塞	提交完任务后不在原地等待，直到等待结束期间不做任何事
  异步非阻塞	提交完任务后不在原地等待，直到等待结束期间可以做任何事