併發程式設計(一)

UDP協議實現

import socket

# 獲取連線物件
server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)  # type=socket.SOCK_DGRAM,使用UDP方式，預設為TCP
server.bind(('127.0.0.1',8082))
conn, addr = server.recvfrom(1024)
print(addr)  # ('127.0.0.1', 57467)
print(conn.decode('utf8'))  # 你好啊！
server.sendto('hello'.encode('utf8'),addr)


import socket

client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server_addr = ('127.0.0.1',8082)  # 服務端地址
client.sendto('你好啊！'.encode('utf8'),server_addr)
data,addr = client.recvfrom(1024)  # ('127.0.0.1', 57467)
print(addr)  # ('127.0.0.1', 8082)
print(data.decode('utf8'))  # hello
 

作業系統的發展史

"""
學習併發程式設計其實就是在學習作業系統 理論居多 實戰很少 都是封裝的程式碼
"""
1.穿孔卡片
	優勢:一個人獨佔電腦
  劣勢:CPU利用率極低

2.聯機批處理系統
	一次性可以錄入多個使用者指令、縮短了CPU等待的時間、提高了CPU的利用率
  
3.離線批處理系統
	是現代計算機核心部件的雛形、提高CPU的利用率

# 總結:作業系統的發展史其實就是提升CPU利用率的過程

多道技術

# 目的:提升CPU利用率 降低程式等待時間
'''強調:目前我們研究併發都是以計算機是單核的情況下:只有一個CPU'''
序列
	多個任務排隊執行 總耗時就是多個任務完整時間疊加
多道
	利用空閒提前準備 縮短總的執行時間並且還能提高CPU利用率

"""
多道技術
	1.空間上的複用
		多個任務共用一套計算機硬體
	2.時間上的複用
		切換+儲存狀態
			CPU在兩種情況下會被拿走
				1.程式遇到IO操作 CPU自動切走執行其他程式
				2.程式長時間佔用CPU 系統發現之後也會強行切走CPU 保證其他程式也可以使用
"""
 

程序理論

# 什麼是程式、什麼是程序
	程式:一堆沒有被執行的程式碼(死的)
  程序:正在執行的程式(活的)
    
# 為什麼有程序的概念
	就是為了更加精確的描述出一些實際狀態

# 程序排程演算法發展史
	1.先來先服務
  	對短作業任務不太友好
    '長作業被服務後，後面的哪怕只有0.01秒的作業也到等'
  2.短作業優先
  	對長作業任務不太友好
    '假如有一萬個短作業，一個長作業，那一萬個短作業執行完了也要很長時間了'
  3.時間片輪轉法與多級反饋佇列
  	時間片輪轉法:先公平的將CPU分給每個人執行
    多級反饋佇列:根據作業長短的不同再合理分配CPU執行時間
  '''目的就是為了能夠讓單核的計算機也能夠做到執行多個程式'''
 

重要概念01(重要)

# 併發與並行
	併發
  	看上去像同時在執行就可以稱之為是併發
    """
	類似於看上去很多功能在一起實現，實際上只運行了一個程式
	燒烤攤，只有一個燒烤師傅，但是每一位顧客要吃的東西他都能滿足，每位顧客都能被服務到
	單核肯定能夠實現併發 但是不能實現並行!!!
    """
  並行
  	必須同一時間同時執行才可以稱之為並行
		"""單核計算機肯定不能實現並行!!! 必須要有多個CPU"""
    
# 高併發與高並行
	高併發:我們寫的軟體可以支援1個億的併發量
    	一個億的使用者來了之後都可以感覺到自己被服務著
  高並行:我們寫的軟體可以支援1個億的並行量
    	上述話語的言外之意是計算機有一億個CPU

重要概念02(重要)

# 同步與非同步
	同步
  	提交完任務之後原地等待任務的返回結果 期間不做任何事情
  非同步
  	提交完任務之後不願地等待任務的結果 直接去做其他事情 有結果自動提醒
 
# 阻塞與非阻塞
	程序三狀態圖
  	就緒態:程式之進入執行態之前肯定要處於就緒態
    執行態:程式被CPU執行著
    阻塞態:程式執行過程中有IO操作
    '''
    如果想要儘可能的提升程式執行效率 
    就要想辦法讓我們的程式一直處於就緒態和執行態(不要有IO操作)
    '''
  阻塞:阻塞態
  非阻塞:就緒態、執行態

同步非同步與阻塞非阻塞結合

同步非同步:用來描述任務的提交方式
阻塞非阻塞:用來描述任務的執行狀態
# 上述兩組屬於兩個不同概念 但是可以結合
  同步阻塞:銀行排隊辦理業務 期間不做任何事
  同步非阻塞:銀行排隊辦理業務 期間喝水吃東西 但是人還在佇列中
  非同步阻塞:在椅子上坐著 但是不做任何事
  非同步非阻塞:在椅子上坐著 期間喝水吃東西辦公	(程式執行的極致)