python 基礎（二）阻塞非阻塞同步異步應用於multiprocess.pool 進程池以及EDA FPGA

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阻塞與非阻塞執行同步與異步調用順序與並序

兩個pool進程池的兩種調用函數：

名稱	英文	中文	進程執行方式	備註
pool.apply()	synchronous	同步調用	阻塞執行(blocking)	效率低
pool.apply_aync()	asynchronous	異步調用	進程是非阻塞執行(non-blocking)	效率高

概念容易混雜，我們通過我自編自導的一個實例來說明

阻塞與非阻塞執行
同步與異步調用
順序與並序

異步調用非阻塞執行並行

理髮店(進程池 pool）有兩個理髮師1，2（被調用的進程），來了兩個顧客Mr.A，Mr.B，給客人理髮就是理髮師的任務 (函數需要計算的事項任務）,
理髮店老闆 (也就是調用子進程的父進程調用理髮師的老闆），居高臨下的審視着一切。

老闆，都喜歡高效做事，打算用 異步調用 asynchronous 的方法 apply_aync()，
然後進程（理髮師）是非阻塞執行的
也就是：
老闆先調用一個理髮師（比如CPU選擇理髮師1）先去給一位顧客（比如Mr.A）理髮，不管Mr.A是否理完髮（進程是否執行完成），馬上繼續安排另一個理髮師給另一個顧客理髮，依次把所有理髮師都安排上，直到，理髮師人手用完了（進程池的進程數滿了），只能讓客戶等着（任務暫時掛起等待）
當然了，作爲員工，肯定需要反饋老闆的安排，回一句“Yes Sir”，所以要意思意思，那是怎麼個意思，那就是這個意思（函數返回一下，但是，任務並沒有完成，應該說剛剛開始做任務）。

對被調用的進程而言（理髮師打工的），他們工作是非阻塞的non-blocking ，我第二個理髮師接單，不會被第一個理髮師阻礙，阻塞。

對於操着上帝視角的我們，看着可憐的理髮師1，2（被調用的兩個進程），就知道他們是**並行工作（parallel）**的。

Q1：我們代碼寫着理髮師1和Mr.A 在最前面，是不是第一個處理的一定是1呢？
A1：不是，CPU先處理調度哪個是不確定的所以是1先還是2先，都不可控制，也無所謂（異步嘛，不影響別人）

對老闆而言，一方面他要調用員工，一方面要獲取員工的工作狀態，調用員工以後不等員工工作的結果直接安排其他員工做事，就是異步調用。那麼如果安排一個員工，並一直眼巴巴等待員工執行完成的結果，就是同步調用。

同步調用阻塞執行串行

異步調用說了，那麼，同步調用會怎麼樣呢？
同樣，理髮店還是有兩個理髮師1，2（被調用的進程），來了兩個顧客Mr.A Mr.B,
理髮店老闆，打算用 同步調用 synchronous 的方法 apply()
因爲理髮店只有一個理髮的位置QAQ

老闆先調用一個理髮師（比如CPU選擇理髮師1）先去給一位顧客（比如Mr.A）理髮，然後焦急的等待理髮師1 爲 Mr.A 理完髮（進程是否執行完成），才能繼續安排另一個理髮師給另一個顧客理髮，
終於理髮師1理完了，理髮師給老闆說一聲（函數返回），另一位理髮師（比如理髮師2）才能上去。注意沒有函數回調了，只有返回。

對被調用的進程而言（理髮師打工的），他們工作是阻塞的，我第二個人接單會被第一個理髮師阻塞。

對於操着上帝視角的我們，看着可憐的理髮師1，2（被調用的兩個進程），就知道他們是**串行工作（sequencial or serial）**的。

對老闆而言，一方面他要調用員工，一方面要獲取員工的工作狀態，如果安排一個員工，並一直眼巴巴等待員工執行完成的結果，就是同步調用。

同步調用，這種事情可能發生在

FGA 抽卡
三崩子抽老婆

按下那神聖的按鍵（調用），這時我們只會雙眼焦急的盯屏幕（幹不了別的事而是等待），只見一道聖光緩緩輸出，我們還是不做任何事，直到老婆出現：）
沒事，我老婆不是抽卡出來的2333，saber 不支持任何辯駁準備拔劍吧，少年

FPGA 阻塞賦值非阻塞賦值

所以凡是幹活的（進程命令語句），後一個會因爲前一個事沒幹完，導致自己也幹不了（第一個阻塞第二個的）就稱爲阻塞，反之爲非阻塞，比如FPGA的阻塞賦值與非阻塞賦值。我們可以結合這個根源來加深理解。

我們設定a=55 b=c=0(初始值）

阻塞賦值：前面語句（可以看作是被調用的語句幹活的）執行完，纔可執行下一條語句；即：前面語句（理髮師1）的執行（b=a）阻塞了後面語句（理髮師2）的執行（c=b）。

上帝視角看來 2條語句順序執行
而我們是同步調用兩者的
兩個語句間阻塞

always @(posedge clock)
begin
         b = a;
         c = b;
end

注意FPGA always@(posedge clock)是吧clock的上升沿設爲敏感信號，每當上升沿到來，就執行always語句裏面的代碼。在同一個時鐘上升沿完成，如下圖仿真結果，從上到下分別是clock,rst,a,b,c 五個信號，請無視rst信號（第二個）。

非阻塞賦值：前面語句（理髮師1）的執行（b=a）不會阻塞後面（理髮師2）語句的執行（c=b）

always @(posedge i_clk)
begin
         b <= a;
         c <= b;
end

上帝視角看來 2條語句並序執行
而我們是異步調用兩者的
兩個語句間 非阻塞

第1個clock上升沿，
》a的值賦給b
》b的值賦給c
第二句，開始時，b仍然是初始值0，b還沒有更新，等到兩句並行執行結束
》b從a得到了55
》c從b那邊得到0

第2個clock上升沿，
》a的值賦給b
》b的值賦給c
並行執行完
》b從a得到了55
》c從b那邊得到55

所以c獲得a的值，需要2個clk完成。
如下圖仿真結果：從上到下分別是clock,rst,a,b,c 五個信號，請無視rst信號（第二個）。

其實非阻塞賦值，綜合synthesis出的是兩個鎖存器latch，而阻塞賦值是直接連線的（類似wire）。

python應用

非阻塞式執行異步調用

#-*- utf-8 -*-
from time import sleep,time
from random import random
import os
from multiprocessing import Process
from multiprocessing import Pool


def ftask(task_name):
    print("開始理髮",task_name)
    start = time()
    a = random()
    sleep(a if(a>0.4) else a+0.4)
    end = time()
    return " {}發理完了，用時：{},進程id：{}".format(task_name,(end-start), os.getpid() )

list_barber = []

def fcallback(n):
    list_barber.append(n)

if __name__ == '__main__':
    pool = Pool(5)

    task_set = ["Mr.A","Mr.B","Mr.C","Mr.D","Mr.E","Mr.F","Mr.G"]

    for task in task_set:
        pool.apply_async(ftask,args=(task,),callback=fcallback)
    pool.close()
    pool.join()

    for barber in list_barber:
        print(barber)

結果如下：

開始理髮 Mr.A
開始理髮 Mr.B
開始理髮 Mr.C
開始理髮 Mr.D
開始理髮 Mr.E
開始理髮 Mr.F
開始理髮 Mr.G
 Mr.A發理完了，用時：0.7314853668212891,進程id：12224
 Mr.B發理完了，用時：0.7336766719818115,進程id：18748
 Mr.D發理完了，用時：0.8218517303466797,進程id：18736
 Mr.E發理完了，用時：0.8295514583587646,進程id：9980
 Mr.C發理完了，用時：0.998112678527832,進程id：20308
 Mr.F發理完了，用時：0.4738035202026367,進程id：12224
 Mr.G發理完了，用時：0.9274580478668213,進程id：18748

阻塞式調用同步調用

#-*- utf-8 -*-
from time import sleep,time
from random import random
import os
from multiprocessing import Process
from multiprocessing import Pool


def ftask(task_name):
    print("開始理髮",task_name)
    start = time()
    a = random()
    sleep(a if(a>0.4) else a+0.4)
    end = time()
    print(" {}發理完了，用時：{},進程id：{}".format(task_name,(end-start), os.getpid() ))

list_barber = []

def fcallback(n):
    list_barber.append(n)

if __name__ == '__main__':
    pool = Pool(5)

    task_set = ["Mr.A","Mr.B","Mr.C","Mr.D","Mr.E","Mr.F","Mr.G","Mr.H"]

    for task in task_set:
        pool.apply(ftask,args=(task,))

    pool.close()
    pool.join()

    print("main process ended")

結果如下：

開始理髮 Mr.A
 Mr.A發理完了，用時：0.5076336860656738,進程id：17828
開始理髮 Mr.B
 Mr.B發理完了，用時：0.9321200847625732,進程id：19788
開始理髮 Mr.C
 Mr.C發理完了，用時：0.47928452491760254,進程id：19548
開始理髮 Mr.D
 Mr.D發理完了，用時：0.439760684967041,進程id：19112
開始理髮 Mr.E
 Mr.E發理完了，用時：0.9770023822784424,進程id：11848
開始理髮 Mr.F
 Mr.F發理完了，用時：0.45802879333496094,進程id：17828
開始理髮 Mr.G
 Mr.G發理完了，用時：0.5110907554626465,進程id：19788
開始理髮 Mr.H
 Mr.H發理完了，用時：0.7647738456726074,進程id：19548
main process ended

總結六級單詞

敲黑板單詞表：

正	中文	反	中文
synchronous	同步同時	asynchronous	異步不同時
serial sequential	串行順序	parallel concurrent	並行併發
blocking	阻塞	non-blocking	非阻塞

下一節我們就迎來了進程的組成部分——線程，特點，顯而易見~~更加硬核~~ 更加深入的理解進程與線程：python 基礎（三）線程 Threading GIL 線程同步

python 基礎（二）阻塞非阻塞同步異步應用於multiprocess.pool 進程池以及EDA FPGA

文章目錄

阻塞與非阻塞執行同步與異步調用順序與並序

異步調用非阻塞執行並行

同步調用阻塞執行串行

FPGA 阻塞賦值非阻塞賦值

python應用

總結六級單詞

服務端編程（四）- 背景知識 - request response 深入介紹

服務端編程（二）- 背景知識 - web 客戶端服務端前端後端相關概念解析

服務端編程（五）- 背景知識 - AJAX

微機原理（一）補碼反碼符號與幅值符號拓展

服務端編程（八）- Django - admin 後臺管理站點後臺操作數據庫

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結

python 基礎（二）阻塞 非阻塞 同步 異步 應用於multiprocess.pool 進程池 以及EDA FPGA

文章目錄

阻塞與非阻塞執行 同步與異步調用 順序與並序

異步調用 非阻塞執行 並行

同步調用 阻塞執行 串行

FPGA 阻塞賦值 非阻塞賦值

python應用

總結 六級單詞

python 基礎（二）阻塞非阻塞同步異步應用於multiprocess.pool 進程池以及EDA FPGA

阻塞與非阻塞執行同步與異步調用順序與並序

異步調用非阻塞執行並行

同步調用阻塞執行串行

FPGA 阻塞賦值非阻塞賦值

總結六級單詞