對Python進程進行全解析
下面對Python進程進行深入而仔細的學習,首先先讓大家了解下什么是Python進程,以及在對Python進程進行處理時注意的相關問題,接下來,就由我給大家進行介紹學習,僅供大家學習。
不過,雖然進程可在單獨的內存空間中執行,但除非這些Python進程在單獨的處理器上執行,否則,實際并不是“同時”運行的。是由操作系統把處理器的時間片分配給一個進程,用完時間片后就需退出處理器等待另一個時間片的到來。
另一種方式是在在程序中指定多個“執行線程”,讓它們在相同的內存空間中工作。這稱為“多線程處理”。線程比進程更有效,因為操作系統不必為每個線程創建單獨的內存空間。新建進程用os.fork函數。但它只在POSIX系統上可用,在windows版的python中,os模塊沒有定義os.fork函數。相反,windows程序員用多線程編程技術來完成并發任務。
os.fork函數創建進程的過程是這樣的。程序每次執行時,操作系統都會創建一個新進程來運行程序指令。進程還可調用os.fork,要求操作系統新建一個進程。父進程是調用os.fork函數的進程。父進程所創建的進程叫子進程。
每個進程都有一個不重復的進程ID號。或稱pid,它對進程進行標識。子進程與父進程完全相同,子進程從父進程繼承了多個值的拷貝。如全局變量和環境變量。兩個進程的唯一區別是fork的返回值。子進程接收返回值0,而父進程接收子進程的pid作為返回值。
用os.fork創建的子進程和父進程作為異步的并發進程而單獨執行。異步是指它們各行其是,相互間不進行同步;并發是指它們可同時執行。所以我們無法知道子進程和父進程的相對速度。
os.wait函數用于等待子進程結束(只適用于UNIX兼容系統)。該函數返回包含兩個元素的元組,包括已完成的子進程號pid。以及子進程的退出狀態,返回狀態為0,表明子進程成功完成。返回狀態為正整數表明子進程終止時出錯。
如沒有子進程,會引發OSError錯誤。os.wait要求父進程等待它的任何一個子進程結束執行,然后喚醒父進程。要指示父進程等候一個指定的子進程終止,可在父進程中使用os.waitpid函數(只適用于unix兼容系統)。
它可等候一個指定進程結束,然后返回一個雙元素元組,其中包括子進程的pid和子進程的退出狀態。函數調用將pid作為第一個參數傳遞。并將一個選項作為第二個選項,如果第一個參數大于0,則waitpid會等待該pid結束,如果第一個參數是-1,則會等候所有子進程,也就和os.wait一樣。
用os.system 和 os.exec函數族來執行系統命令和其它程序。os.system使用shell來執行系統命令,然后在命令結束之后把控制權返回給原始進程;os.exec函數族在執行完命令后不將控制權返回給調用進程。它會接管Python進程,pid不變。這兩個函數支持unix和windows平臺。
os.popen()函數可執行命令,并獲得命令的stdout流。函數要取得兩個參數,一個是要執行的命令,另一個是調用函數所用的模式。如“r"只讀模式。os.popen2()函數執行命令,并獲得命令的stdout流和stdin流。函數返回一個元組,其中包含有兩個文件對象,一個對象對應stdin流,一個對象對應stdout流。
進程使用IPC機制在進程間傳遞信息,一種IPC機制是“管道”,它是一種類似于文件的對象,提供單向通信渠道。父進程可打開一個管道,再分支一個子進程。父進程使用管道將信息寫入(發送到)子進程,而子進程使用管道從父進程讀取信息。在python中使用os.pipe函數創建管道。
os._exit()類似于sys.exit(),但它不執行任何的清除工作(例如刷新緩沖區)。所以os._exit()尤其適用于退出子進程。如果程序使用sys.exit(),操作系統會回收父進程或其它子進程可能仍然需要的資源。傳給os._exit()函數的參數必須是進程的退出狀態。退出狀態為0,表示正常終止。
進程也可用信號進行通信。所謂“信號”,是操作系統采取異步方式傳給程序的消息。如CTRL+C會傳遞一個“中斷信號”,通常該信號導致程序中止。然而程序完全可以指定用不同的行動來響應任何一個信號。在信號處理中,程序要接收信號,并根據那個信號采取一項行動。
錯誤(例如向已關閉管道寫入)、事件(例如計時器變成0)以及用戶輸入(例如按ctrl+c)都會產生信號。針對每個信號,每個python程序都有一個默認的信號處理程序,并不是所有操作系統。
都能從一個正在運行的程序創建單獨的進程,所以,進程管理是移植性最差的一項Python進程特性。每個系統都定義了特有信號集。signal是依賴于具體平臺的模塊,其中只包含系統定義的信號。
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