python基础入门之黏包、UDP代码、多道技术、进程
目录黏包现象
黏包有两种：
一种是因为发送数据包时，每次发送的包小，因为系统进行优化算法将两次的包放在一起发送，减少了资源的重复占用。多次发送会经历多次网络延迟，一起发送会减少网络延迟的次数。因此在发送小数据时会将两次数据一起发送，而客户端接收时则会一并接收。
#即出现多次send会出现黏包
第二种是因为接收数据时，又多次接收。第一次接收的数据量小，导致数据还没接收完就停下了，剩余的数据会缓存在内存中，然后等到下次接收时和下一波数据一起接收。
黏包的解决方案
首先，黏包问题的根源在于接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度，所以解决黏包的方法——就是围绕如何让发送端在发送数据前，把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓，然后接收端来一个死循环接收完所有数据。
struct模块
import struct
# info = b'hello big baby'
# print(len(info)) # 数据真实的长度(bytes) 14
# res = struct.pack('i', len(info)) # 将数据打包成固定的长度，i是固定的打包模式
# print(len(res)) # 打包之后长度为(bytes) 4 报头
# real_len = struct.unpack('i', res)
# print(real_len) # (14,) 根据固定长度的报头，解析出真实数据的长度
# desc = b'hello my baby I will take you to play big ball'
# print(len(desc)) # 数据真实的长度(bytes) 46
# res1 = struct.pack('i', len(desc))
# print(len(res1)) # 打包之后长度为(bytes) 4 报头
# real_len1 = struct.unpack('i', res1)
# print(real_len1) # (46,) 根据固定长度的报头，解析出真实数据的长度
"""
解决黏包问题初次版本
客户端
1.将真实数据转成bytes类型并计算长度
2.利用struct模块将真实长度制作一个固定长度的报头
3.将固定长度的报头先发送给服务端 服务端只需要在recv括号内填写固定长度的报头数字即可
4.然后再发送真实数据
服务端
1.服务端先接收固定长度的报头
2.利用struct模块反向解析出真实数据长度
3.recv接收真实数据长度即可
"""
'''问题1:struct模块无法打包数据量较大的数据 就算换更大的模式也不行'''
# res = struct.pack('i', 12313213123)
# print(res)
'''问题2:报头能否传递更多的信息 比如电影大小 电影名称 电影评价 电影简介'''
'''终极解决方案:字典作为报头打包 效果更好 数字更小'''
# data_dict = {
# 'file_name': 'xxx老师教学.avi',
# 'file_size': 123132131232342342423423423423432423432,
# 'file_info': '内容很精彩 千万不要错过',
# 'file_desc': '一代神作 私人珍藏'}
# import json
# data_json = json.dumps(data_dict)
# print(len(data_json.encode('utf8'))) # 真实字典的长度 228
# res = struct.pack('i', len(data_json.encode('utf8')))
# print(len(res))
"""
黏包问题终极方案
客户端
1.制作真实数据的信息字典(数据长度、数据简介、数据名称)
2.利用struct模块制作字典的报头
3.发送固定长度的报头(解析出来是字典的长度)
4.发送字典数据
5.发送真实数据
服务端
1.接收固定长度的字典报头
2.解析出字典的长度并接收
3.通过字典获取到真实数据的各项信息
4.接收真实数据长度
"""
UDP基本代码使用
UDP 是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
IETF RFC 768是UDP的正式规范。UDP在IP报文的协议号是17。
Internet 协议集支持一个无连接的传输协议，该协议称为用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）。UDP为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的IP数据包的方法。
Internet的传输层有两个主要协议，互为补充。无连接的是UDP，它除了给应用程序发送数据包功能并允许它们在所需的层次上架构自己的协议之外，几乎没有做什么特别的事情。面向连接的是TCP，该协议几乎做了所有的事情。
并发编程理论之操作系统发展史
"""
计算机中真正干活的是CPU
"""
并发编程是指在一台处理器上“同时”处理多个任务。并发是在同一实体上的多个事件。多个事件在同一时间间隔发生。
并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核，以达到最高的处理性能。
操作系统发展史
1.穿孔卡片阶段
计算机很庞大，使用很麻烦，一次只能给一个人使用且期间很多时候计算机都不工作。
好处:程序员独占计算机 为所欲为
坏处:计算机利用率太低 浪费资源
2.联机批处理系统
提前使用磁带一次性录入多个程序员编写的程序，然后交给计算机执行。
CPU工作效率有所提升 不用反复等待程序录入
3.脱机批处理系统
极大地提升了CPU的利用率
总结:操作系统发展史就是CPU提升利用率的过程。
多道技术
多路复用
操作系统主要使用来记录哪个程序员使用什么资源、对资源请求进行分配、为不同的程序和用户调解互相冲突的资源请求。
"""
总结：处理来自多个程序发起的多个（多个即多路）共享（共享即复用）资源的请求，简称多路复用。
"""
时间上的复用
当一个资源在时间上复用时，不同的程序或用户轮流使用它，第一个程序获取该资源使用结束后，再轮到第二个。。。第三个。。。
"""
例如：
只有一个cpu，多个程序需要在该cpu上运行，操作系统先把cpu分给第一个程序，在这个程序运行的足够长的时间（时间长短由操作系统的算法说了算）或者遇到了I/O阻塞，操作系统则把cpu分配给下一个程序。以此类推，直到第一个程序重新被分配到了cpu然后再次运行，由于cpu的切换速度很快，给用户的感觉就是这些程序是同时运行的，或者说是并发的，或者说是伪并行的。至于资源如何实现时间复用，或者说谁应该是下一个要运行的程序，以及一个任务需要运行多长时间，这些都是操作系统的工作。
"""
空间上的复用
每个客户都获取了一个大的资源中的一小部分资源，从而减少了排队等待资源的时间。
多道程序设计技术
所谓多道程序设计技术，就是指允许多个程序同时进入内存并运行。即同时把多个程序放入内存，并允许它们交替在CPU中运行，它们共享系统中的各种硬、软件资源。当一道程序因I/O请求而暂停运行时，CPU便立即转去运行另一道程序。
单道程序的运行过程：
在A程序计算时，I/O空闲， A程序I/O操作时，CPU空闲（B程序也是同样）；必须A工作完成后，B才能进入内存中开始工作，两者是串行的，全部完成共需时间=T1+T2。
多道程序的运行过程：
将A、B两道程序同时存放在内存中，它们在系统的控制下，可相互穿插、交替地在CPU上运行：当A程序因请求I/O操作而放弃CPU时，B程序就可占用CPU运行，这样 CPU不再空闲，而正进行A I/O操作的I/O设备也不空闲，显然，CPU和I/O设备都处于“忙”状态，大大提高了资源的利用率，从而也提高了系统的效率，A、B全部完成所需时间<<T1+T2。
多道程序设计技术不仅使CPU得到充分利用，同时改善I/O设备和内存的利用率，从而提高了整个系统的资源利用率和系统吞吐量（单位时间内处理作业（程序）的个数），最终提高了整个系统的效率。
单处理机系统中多道程序运行时的特点：
- 多道：计算机内存中同时存放几道相互独立的程序；
- 宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕；
- 微观上串行：实际上，各道程序轮流地用CPU，并交替运行。
多道程序系统的出现，标志着操作系统渐趋成熟的阶段，先后出现了作业调度管理、处理机管理、存储器管理、外部设备管理、文件系统管理等功能。
多道技术总结
内存中同时存入多道（多个）程序，cpu从一个进程快速切换到另外一个，使每个进程各自运行几十或几百毫秒，这样，虽然在某一个瞬间，一个cpu只能执行一个任务，但在1秒内，cpu却可以运行多个进程，这就给人产生了并行的错觉，即伪并发，以此来区分多处理器操作系统的真正硬件并行（多个cpu共享同一个物理内存）。
进程
程序并不能单独运行，只有将程序装载到内存中，系统为它分配资源才能运行，而这种执行的程序就称之为进程。
程序和进程的区别就在于：程序是指令的集合，它是进程运行的静态描述文本；进程是程序的一次执行活动，属于动态概念。
在多道编程中，我们允许多个程序同时加载到内存中，在操作系统的调度下，可以实现并发地执行。正是这样的设计，大大提高了CPU的利用率。进程的出现让每个用户感觉到自己独享CPU，因此，进程就是为了在CPU上实现多道编程而提出的。
进程的并发与并行
并行：同时运行，只有具备多个cpu才能实现并行。
并发：是伪并行，即看起来是同时运行。单个cpu+多道技术就可以实现并发，（并行也属于并发）。
进程的三状态
就绪态
所有的进程在被CPU执行之前都必须先进入就绪态等待
运行态
CPU正在执行
阻塞态
进程运行过程中出现了IO操作 阻塞态无法直接进入运行态 需要先进入就绪态