GIL问题--进程线程区别--通信模型--FTP代码

一. 同步互斥方法 Lock

from  threading  import Lock

lock = Lock()    创建锁
lock.acquire()   上锁  如果lock已经上锁会阻塞
lock.release()   解锁 
	
with  lock:   上锁
	...
	...  
		with 代码块结束自动解锁

from threading import Lock,Thread

a = b = 0
lock = Lock()   #创建锁
def value():
    while True:
        lock.acquire()
        if a != b:
            print("a = %d,b = %d"%(a,b))
        lock.release()
t = Thread(target=value)
t.start()
while True:
    with lock:
        a +=1
        b += 1
t.join()

二. Python线程的GIL问题

效率测试
single cpu: 8.447520017623901
single IO: 5.697270393371582
Thread cpu: 8.725268125534058
Thread IO: 5.536705255508423
Process cpu: 4.151714563369751
Process IO: 3.824965000152588
结论：在无阻塞情况下，多线程程序运行效率和单线程几乎相近，而多进程可以有效的提高程序的运行效率
python GIL问题（全局解释器锁）
【1】什么是GIL ：由于python解释器设计中加入了全局解释器锁，导致python解释器同时只能解释一个线程，大大降低了python的执行效率。
【2】导致后果：因为遇到阻塞python线程会主动让出解释器，所以python线程在高延迟，多阻塞的情况下可以提高运行效率，其他情况并不适合。
【3】 GIL问题建议
* 修改c解释器
* 尽量使用进程并发
* 不使用c作为解释器（java c#）

三. 进程线程的区别联系

【1】区别联系
1. 两者都是多任务编程方式，都能使用计算机多核资源
2. 进程的创建和删除消耗的计算机资源比线程多
3. 进程空间独立，数据互不干扰，有专门通信方法。线程使用全局变量通信
4. 一个进程可以包含多个线程，两者存在包含关系
5. 多线程共享进程资源，对共享资源操作时往往需要同步互斥处理
6. 进程线程都是运行过程描述，有自己的属性标志

【2】使用场景

  1. 任务场景： 如果是相对独立的任务模块可能使用进程，如果是多个分支共同构成一个完整功能可能用线程
  2. 项目结构：多种语言实现不同任务模块可能是多进程。
  3. 语言特点：比如Java一些语言实现线程资源少效率高，Python有GIL 等
  4. 难易程度： 通信难度，逻辑处理难度等考量

要求：

对进程线程怎么理解/说说进程线程差异特点
进程间通信都知道哪些，有什么特点
什么是同步互斥，说说你的使用情况
给一个情形分析用进程还是线程去实现，怎么实现
问一些概念，僵尸进程处理，GIL问题，进程状态问题
就项目问实现方法，为什么

四. 网络通信模型

通信模型分类

【1】循环网络模型：循环接收客户端请求，处理请求，同时只能处理一个客户端请求任务，处理完再进行下一个。

 优点：实现简单，占用资源少
 缺点：无法同时处理多个请求，效率不高

 适用情况： 客户端不会长期占有服务器，任务比较小，任务量不大。udp比tcp实现更简单

【2】IO并发网络模型：利用IO多路复用等IO模型技术，同时处理多个IO任务请求。

 优点：资源消耗少，能同时处理多个IO
 缺点：只能处理IO操作

【3】多进程/线程并发：当一个客户端连接服务器，就创建一个新的进程/线程处理客户端请求，客户端退出时对应的进程/线程也随之销毁

 优点： 同时满足多个客户端长期占有服务器需求，可以处理各种请求
 缺点： 资源消耗较大

 使用情况：客户端请求比较复杂，处理时间较长，配合较强的服务器部署技术（负载均衡，集群技术，分布式处理，缓存队列等）

多进程网络并发
基于fork的并发模型
- 创建监听套接字
- 循环等待客户端连接
- 有客户端连接创建新的进程处理客户端请求
- 原进程继续等待其他客户端连接
- 如果客户端退出，则销毁对应进程

五、FTP文件

功能
分为服务端和客户端，要求可以多个客户端同时操作
客户端可以查看服务器中有哪些文件（普通文件，不包含隐藏文件）
客户端可以从服务器中下载文件到本地目录下。
客户端可以将本地文件上传到服务端
在客户端终端打印简单的命令提示界面

客户端

'''
ftp服务器
fork并发
'''
from socket import *
import os,sys
import signal
import time

# 全局变量
ADDR = ("0.0.0.0",9999)
FILE_PATH = "/home/tarena/test/"
# 服务端功能类
class FtpServer():
    def __init__(self,connfd):
        self.connfd = connfd

    def do_list(self):
        # 获取文件列表
        file_list = os.listdir(FILE_PATH)
        if not file_list:
            self.connfd.send("文件库为空".encode())
            return
        self.connfd.send(b"OK")
        time.sleep(0.1)
        files = ""
        for file in file_list:
            if file[0] != "." and os.path.isfile(FILE_PATH+file):
                files += file + "#"
        self.connfd.send(files.encode())

    def do_get(self,filename):
        try:
            fd = open(FILE_PATH + filename,"rb")
        except IOError:
            self.connfd.send("文件不存在".encode())
            return
        else:
            self.connfd.send(b"OK")
            time.sleep(0.1)
        #发送文件内容
        while True:
            data = fd.read(1024)
            if not data:
                time.sleep(0.1)
                self.connfd.send(b"##")
                break
            self.connfd.send(data)
        fd.close()

    def do_put(self, filename):
        self.connfd.send(b"OK")
        filename = FILE_PATH+filename   #本地服务器的文件路径
        fd = open(filename,"wb")
        while True:
            data = self.connfd.recv(1024)
            if data ==b"##":
                break
            fd.write(data)
        fd.close()


def do_requests(connfd):
    ftp = FtpServer(connfd)
    while True:
        data = connfd.recv(1024).decode()
        if not data or data[0] == "Q":
            connfd.close()
            return
        elif data[0] == "L":
            ftp.do_list()
        elif data[0] == "G":
            filename = data.split(" ")[-1]
            ftp.do_get(filename)
        elif data[0] == "P":
            filename = data.split(" ")[-1]
            filename = filename.split("/")[-1]
            ftp.do_put(filename)



# 网络搭建
def main():
    # 创建套接字
    sockfd = socket()
    sockfd.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
    sockfd.bind(ADDR)
    sockfd.listen(5)
    signal.signal(signal.SIGCHLD,signal.SIG_IGN)
    print("等待连接")
    while True:
        try:
            connfd,addr = sockfd.accept()
        except KeyboardInterrupt:
            sockfd.close()
            sys.exit("服务器退出")
        except Exception:
            continue
        print("连接:",addr)
        pid = os.fork()
        if pid == 0:
            sockfd.close()
            do_requests(connfd)
            os._exit(0)
        else:
            connfd.close()
if __name__ == "__main__":
    main()

服务端

from socket import socket
import sys
import time
# 服务器地址
ADDR = ("127.0.0.1",9999)

# 客户端功能类
class FtpClient:
    def __init__(self,sockfd):
        self.sockfd = sockfd

    def do_list(self):
        self.sockfd.send(b"L")  #发送请求
        #等待回复
        data = self.sockfd.recv(128).decode()
        if data == "OK":
            files = self.sockfd.recv(4096).decode()
            for file in files.split("#"):
                print(file)
        else:
            #无法完成操作
            print(data)

    def do_quit(self):
        self.sockfd.send(b"Q")
        self.sockfd.close()
        sys.exit("谢谢使用")

    def do_get(self,filename):
        self.sockfd.send(("G " + filename).encode())
        data = self.sockfd.recv(128).decode()
        if data == "OK":
            fd = open(filename,"wb")
            while True:
                data = self.sockfd.recv(1024)
                # print(data.decode())
                if data == b"##":
                    break
                fd.write(data)
            print("下载完成")
            fd.close()
        else:
            print(data)

    def do_put(self, filename):
        # filename = filename.split("/")[-1]
        self.sockfd.send(("P " + filename).encode())    #发送P + 整个文件路径到服务端
        data = self.sockfd.recv(128).decode()
        if data == "OK":
            try:
                fd = open(filename,"rb")
            except IOError:
                print("文件名或路径错误")
                return
            while True:
                data = fd.read(1024)
                if not data:
                    # time.sleep(0.1)
                    self.sockfd.send(b"##")
                    break
                self.sockfd.send(data)
            print("上传完成")
            fd.close()






def main():
    sockfd = socket()
    try:
        sockfd.connect(ADDR)
    except Exception as e:
        print(e)
        return
    # 创建对象调用功能函数
    ftp = FtpClient(sockfd)

    while True:
        print("\n============命令选项============")
        print("*****  1.    列表      **********")
        print("*****  2.  下载文件    **********")
        print("*****  3.  上传文件     **********")
        print("*****  4.    退出      **********")
        print("================================")

        cmd = input(">>>:")
        if cmd.strip() == "list":
            ftp.do_list()
        elif cmd.strip() == "quit":
            ftp.do_quit()
        elif cmd.strip()[:3] == "get":
            filename = cmd.split(" ")[-1]
            ftp.do_get(filename)
        elif cmd.strip()[:3] == "put":
            filename = cmd.split(" ")[-1]
            ftp.do_put(filename)
        else:
            print("请输入正确指令")


if __name__ == "__main__":
    main()

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_43907629/article/details/90547982