Python网络编程(子进程的创建与处理、简单群聊工具)

 

前言:
昨天我们已经了解了多进程的原理以及它的实际使用

Unix/Linux操作系统提供了一个fork()系统调用,它非常特殊。普通的函数调用,调用一次,返回一次,

但是fork()调用一次,返回两次,因为操作系统自动把当前进程(称为父进程)复制了一份(称为子进程),然后,分别在父进程和子进程内返回。

子进程永远返回0,而父进程返回子进程的ID。这样做的理由是,一个父进程可以fork出很多子进程,所以,

父进程要记下每个子进程的ID,而子进程只需要调用getppid()就可以拿到父进程的ID。

Python的os模块封装了常见的系统调用,其中就包括fork,可以在Python程序中轻松创建子进程

既然是进程那么就会有运行和退出
接下来我们就来了解一下进程的退出以及处理
 
孤儿进程:
    当
父进程
于子进程
退出,此时
子进程就会
成为孤儿进程
    
特征:
         
孤儿进程会被系统指定进程收养,即
系统进程
成为
 这个孤儿进程
新的父进程,系统进程
会自动处理进程
退出状态
 
僵尸进程:
    当
子进程
于父进程
退出
父进程没
处理子进程的
退出状态
    此时子进程
就会成为僵尸进程
   
 僵尸进程会滞留部分
PCB信息
在内存中,大量的僵尸进程
会消耗系统给的
内存资源
    所以要
尽量避免僵尸进程的产生
 
如何避免僵尸进程的产生:
    1.
父进程先退出
    2.父进程
处理子进程状态
 
    
PID,status = os.wait
     
 功能:
         在父进程中
阻塞等待处理
子进程的退出
      
返回值:
           
pid :退出的那个
子进程
PID
  
 status :子进程的
退出状态
      获取原来的退出状态:
            
 wait(status)
      pid,status = os.waitpid(pid,option)
          功能:在父进程阻塞
等待处理子进程的退出
          参数 :
                    pid   
-1 表示等待任意子进程退出 
                            
>0 表示等待对应PID号的子进程退出 option 
                             
  0 表示阻塞等待 WNOHANG 表示非阻塞 
          
返回值:pid 
                        退出的那个
子进程的PID号 status 子进程的退出状态 
 
 
创建二级子进程
  • 父进程创建子进程等待进程退出
  • 子进程创建下一个进程,然后立即退出
  • 二级子进程成为孤儿进程  处理具体工作
 
 
multiprocessing  模块创建进程
  1.需要
将要做的事情封装
为函数
  2.使用multiprocessing提供的
process 创建进程对象
  3.通过进程对象和process初始化进程进行
进程的设置
绑定函数
  4.
启动进程,会
自动执行绑定的函数
  5
.完成进程的回收
 
创建进程对象:
  
 process()
     功能:
      
 创建进程对象
     
参数:
       
target
函数对象
       
name 
进程
称()
       
args
元组 用来给target
函数位置传参
       
kwargs
字典 用来给target
函数键值传参
   p.start()
     功能:
       
启动进程
自动运行terget
绑定函数,
       此时
进程被创建
  
 p.join([timeout])
     功能:
      
 等待阻塞子进程退出
    
 参数:超时检测
     如果
不使用join回收可能
产生僵尸进程
 
  • 使用multiprocessing创建进程子进程同样复制父进程的全部内存空间
  • 之后自己的独立空间 执行互不干扰 子进程也有自己的PID特有资源等
  • 使用multiprocessing创建子进程,一般父进程功能就是创建子进程
  • 回收子进程返回事件交给子进程完成
 
 
 
 
 
 
简单群聊:
 
功能:
  类似QQ群聊
  1.进入聊天室需要输入姓名 姓名不能重复
  2.有人进入聊天室会向其他人发起通知  xxx进入聊天室
  3.如果一个人发消息则其他人都能收到  xxx说:…
  4.如果某个人退出聊天室也会收到通知  xxx退出聊天室
  5.服务端可以喊话:此时群里所有的都能收到服务端消息  管理员说:…
 
 
服务器端:

from socket import * 
import os, sys


# 发送管理员消息
def do_child(s, addr):
    while True:
        msg = input("管理员消息:")
        msg = "C 管理员 " + msg
        s.sendto(msg.encode(), addr)


# 用户登录
def do_login(s, user, name, addr):
    if (name in user) or name == "管理员":
        s.sendto("该用户已存在".encode(), addr)
        return
    s.sendto(b'OK', addr)
    # 通知所有人
    msg = "\n欢迎 %s 进入聊天室" % name
    for i in user:
        s.sendto(msg.encode(), user[i])
    # 插入user
    user[name] = addr


def do_chat(s, user, name, data):
    msg = "\n{} 说: {}".format(name, data)
    for i in user:
        if i != name:
            s.sendto(msg.encode(), user[i])


def do_quit(s, user, name):
    msg = "\n%s 离开了聊天室" % name
    for i in user:
        if i == name:
            s.sendto(b'EXIT', user[i])
        else:
            s.sendto(msg.encode(), user[i])
    del user[name]  # 删除离开的用户


# 接收客户端请求并处理
def do_parent(s):
    # 用于存储用户 {'Alex':('127.0.0.1',8888)}
    user = {}
    while True:
        msg, addr = s.recvfrom(1024)
        msgList = msg.decode().split(' ')
        if msgList[0] == 'L':
            do_login(s, user, msgList[1], addr)
        elif msgList[0] == 'C':
            # "C Levi [I miss you]"
            data = ' '.join(msgList[2:])
            do_chat(s, user, msgList[1], data)
        elif msgList[0] == 'Q':
            do_quit(s, user, msgList[1])


# 创建套接字,网络连接,创建父子进程
def main():
    # server address
    ADDR = ('0.0.0.0', 8888)
    # 创建套接字
    s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    s.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
    s.bind(ADDR)

    # 创建父子进程
    pid = os.fork()
    if pid < 0:
        sys.exit("创建进程失败")
    elif pid == 0:
        do_child(s, ADDR)
    else:
        do_parent(s)

if __name__ == "__main__":
    main()

 

客户端:

from socket import * 
import sys, os


def login(s, ADDR):
    while True:
        name = input("请输入用户名:")
        msg = "L " + name
        s.sendto(msg.encode(), ADDR)
        # 接收登录结果
        data, addr = s.recvfrom(1024)
        if data.decode() == 'OK':
            print("@进入聊天室@")
            return name
        else:
            print(data.decode())


# 发送消息
def do_child(s, name, addr):
    while True:
        text = input("发言(quit退出):")
        # 退出
        if text.strip() == "quit":
            msg = "Q " + name
            s.sendto(msg.encode(), addr)
            sys.exit("退出聊天室")

        msg = "C %s %s" % (name, text)
        s.sendto(msg.encode(), addr)


# 接收消息
def do_parent(s):
    while True:
        msg, addr = s.recvfrom(1024)
        if msg.decode() == 'EXIT':
            sys.exit(0)
        print(msg.decode() + "\n发言(quit退出):",end="")


# main控制套接字的创建
def main():
    if len(sys.argv) < 3:
        print("argv is error")
        return
    HOST = sys.argv[1]
    PORT = int(sys.argv[2])
    ADDR = (HOST, PORT)

    s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

    name = login(s, ADDR)
    if name:
        pid = os.fork()
        if pid < 0:
            sys.exit("创建子进程失败")
        elif pid == 0:
            do_child(s, name, ADDR)
        else:
            do_parent(s)
    else:
        return


if __name__ == "__main__":
    main()