4.18python笔记

UDP协议实战、多道、进程理论

#UDP协议
	UDP叫做用户数据报协议，是OSI七层参考模型中传输层使用的协议，他提供的是不可靠传输，既它在传输过程中不保证数据的完整性！

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)) # 绑定IP和端口号
    msg, addr = server.recvfrom(1024) # 接收消息
    print('msg>>>:', msg.decode('utf8'))
    print('addr>>>:', addr)
    server.sendto(b'hello baby', addr) # 发送消息到对应的地址

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)
'''
    socket() 		 创建一个空的套接字
    bind()     		 绑定UDP网络地址
    getsockname()	 获取套接字绑定的IP地址和端口
    recvfrom()  接受返回发送该数据报的客户端地址和字节表示的数据报内容
    sendto()          要发送的信息和目标地址
'''

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情况下，即只有一个CPU

1、串行:
    即多个任务排队执行，总耗时就是多个任务完整时间叠加
2、多道：
	即利用空闲提前准备，缩短总的执行时间并且还能提高CPU利用率

#空间上的复用（多任务）：
	多个任务共用一套计算机，就是将内存分为几部分，每个部分放入一个程序，这样，同一时间内存中就有了多道程序。
#时间上的复用（切换+保存状态）：
	当一个程序在等待I/O时，另一个程序可以使用cpu，如果内存中可以同时存放足够多的作业，则cpu的利用率可以接近100%

进程

#程序：完成特定任务的一系列指令集合 
         代码段+数据段
         -----放在磁盘中的程序 

#进程：进行就是正在进行中的程序
         1、用户角度： 进程是程序的一次动态执行过程
         2、操作系统： 进程是操作系统分配资源的基本单位，也是最小单位

进程的三种状态

  1、就绪状态。某些进程“万事俱备”(必要资源)，只差CPU。（就绪队列）      
  
  2、执行状态。某进程占有CPU并在CPU上执行其程序。      
  
  3、阻塞状态。某些进程由于某种原因不能继续运行下去，等待处 理问题。也称为等待状态或封锁状态。如：请求I/O。（多个等待队列）

进程状态转换的原因

1）就绪-→执行：
  对就绪状态的进程，当进程调度程序按一种选定的策略从中选中一个就绪进程，为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态；

2）执行-→阻塞：
  正在执行的进程因发生某等待事件而无法执行，则进程由执行状态变为阻塞状态。
  	如：进程提出输入/输出请求而变成等待外部设备传输信息的状态，进程申请资源（主存空间或外部设备）得不到满足时变成等待资源状态，进程运行中出现了故障（程序出错或主存储器读写错等）变成等待干预状态等等；

3）阻塞-→就绪：
  	处于阻塞状态的进程，在其等待的事件已经完成，如输入/输出完成，资源得到满足或错误处理完毕时，处于等待状态的进程并不马上转入执行状态，而是先转入就绪状态，然后再由系统进程调度程序在适当的时候将该进程转为执行状态；

4）执行-→就绪：
  	正在执行的进程，因时间片用完而被暂停执行，或在采用抢先式优先级调度算法的系统中,当有更高优先级的进程要运行而被迫让出处理机时，该进程便由执行状态转变为就绪状态。

并发与并行

#并发
	看上去像是同时在执行就可以称为并发，实际上是在很短的时间内让CPU利用多道技术快速来回切换并保存状态
#并行
	必须是同一时间同时运行才可以称为并行
	因此：单核计算机肯定能实现并发，但一定不能实现并行，并行必须是多个CPU
#区别：
	 并发的实质是一个物理CPU（也可以是多个物理CPU）在若干个程序之间多路复用，并发性是对有限物
理资源强制行使 多用户共享以提高效率。

   并行指两个或两个以上事件或活动在同一时刻发生，在多道程序环境下，并行使多个程序同一时刻可在
不同CPU上同时执行。

  并发是指一个处理器同时处理多个任务。
 
  并行是指多个处理器或者是多核的处理器同时处理多个不同的任务。 

  并发是逻辑上的同时发生（simultaneous），而并行是物理上的同时发生。  

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：
提交完任务之后不原地等待任务的结果，直接去做其他事情，有结果自动提醒（相当于分出一个分支去处理任务并得出结果返回给主程序）

阻塞与非阻塞

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

#阻塞：
	即处于阻塞态
#非阻塞：
	即处于就绪态、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

两者相结合产生四个状态：同步阻塞、同步非阻塞、异步阻塞、异步非阻塞

#同步阻塞:
eg：银行排队办理业务 期间不做任何事
提交完任务后等待结果过程中进入阻塞状态

#同步非阻塞:
eg：银行排队办理业务 期间喝水吃东西 但是人还在队列中
提交完任务后等待结果时未进入阻塞状态，然后继续进入队列执行

#异步阻塞:
eg：在椅子上坐着 但是不做任何事
提交完任务后让该任务等待结果，自己去处理其他任务，该任务过程中进入阻塞状态，阻塞态结束后返回结果

#异步非阻塞:
eg：在椅子上坐着 期间喝水吃东西办公	(程序运行的极致)
提交完任务后让该任务等待结果并顺利执行完返回结果，自己去处理其他任务