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文章于2021年2月23日首发于我的公众号:vk的python不安全,公众号文章链接：python高级| 多任务：进程，线程，协程
多任务
简单地说，就是操作系统可以同时执行多个任务。在代码里面，就是一个程序有多个地方同时执行，打个比方，你一边用着这浏览器上网，一边在听MP3，一边在用Word赶作业，这就是多任务
多任务分为并行和并发。
并行（真的多任务）,比如：有两个任务要同时进行，而cpu内核是4核的时候，这两个任务就会真正的同时分配给其中两个内核来完成。
当任务数量大于内核数量的时候就不能这么干了，因为cpu内核为n时最多同时运行n个任务。
这时候就变成了并发（假的多任务）由于cpu处理的速度很快，它采用一种轮转的方式。一个任务执行一段时间后扔一边又去执行另一个任务。这样来回转，雨露均沾。以达到类似于同时进行的效果
进程：就是一个运行着的程序，多进程，就是一个程序能同时制造多个进程。比如同时打开qq和酷狗音乐
多线程：在同一个进程里干两件事，比如：在酷狗音乐里同时听歌和下载歌曲。
故事时间：
从前啊，有一个工地，堆放一堆材料，后面有很多工人，但是工人只能排成一列，因为那个过道太窄，只能由一个工人真正操作那堆材料。后来，任务量大了，老板就派人把那个过道弄宽了，这下可以很多工人同时操作那个材料了。
慢慢的，越做越大，这些也满足不了需求，因为人很多，但是是共享材料的。老板就又买了批材料，雇了批工人。两批工人，两批材料，两个地方同时开工大大提高了生产效率。
但是每次买新的材料，雇新的工人很耗费精力。有时候工人不断工作，把材料消耗完了，抽根烟等待塔吊把新的材料运过来，为了提高效率，老板让工人利用等待的时间去隔壁和水泥去了。
快年底了，工人们为了冲业绩，争先恐后地拿那些材料，他们的任务是用这些材料把一个东西从头组装到尾，但是由于他们抢材料，头还在制作中，就有人开始组装尾部了，老板后来就给了他们一把锁和一个盒子，一个人用的时候就锁上，不让其他人用。
上述这些事情总结出来就是：
进程之间不共享全局变量
线程之间共享全局变量，但是要注意资源竞争的问题，解决办法：互斥锁
创建进程的资源开销要比创建线程的资源开销要大
进程是操作系统的资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位
线程不能够独立执行，必须依存在进程中
多线程开发比单进程多进程开发稳定性要强
线程与进程的优缺点
进程优缺点
优点：可以使用多核
缺点：资源开销大
线程优缺点
优点：资源开销小
缺点：不能使用多核
那么问题来了，python的多线程为什么不能使用多核呢？
也就是python中的多线程为什么不能同时进行呢？这就是传说的GIL锁（全局解释锁）。多线程并不能真的的同步运行，同一时刻，只能运行一个线程，多线程是以轮转的方式运行，看似是多进程，实则非也。
python 垃圾？动态语言很废？不不不，python可不背这个锅，都是cpython惹的祸，python语言本来没有GIL锁的，出现这样的问题python解释器cpython。
而大多数包括官网给解释器的就是cpython 。GIL因为历史遗留问题，为了保护资源考虑的，python之父GuiDo大佬之前尝试去掉这个。
可是发现去掉之后python的效率慢了很多，得不偿失所以，GIL至今还有。
线程锁： 之前故事中，老板为了避免抢资源上的锁
有了GIL是不是就不用线程锁了呢？
Of course not！线程锁的作用是在一个线程利用这个资源的时候别的线程不会抢，而GIL只是保证了同一时刻不会有两个线程运行，如果不用线程锁，说不定你回头挠痒痒的时候，隔壁大哥就把你的资源用了
既然多线程不能同时运行，还要开销资源，有时候比单线程还慢。要它干什么呢？
在计算密集型 也就是利用cpu的算力来计算一些东西的程序中，python的多线程确实很废，如果是计算密集型的程序不要用python的多线程，要用就用多进程。或者直接不要用python。用更快的c，c++那些。
但是I/O密集型 也就是（input/output)，在有文件的读写操作时可以用python的多线程，比如爬虫，在爬完一段数据，往文件里写入的同时，可以继续爬取其他数据。在图形界面中也可以用多线程，比如按下按钮，运行程序程序计算一堆数据，如果数据没有算出来，按钮就会卡住，图形界面也会卡住，直到数据计算完成，这时候给计算数据的部分开一个新的线程，就不会出现这种情况了。
要是强迫症非要解决GIL，也不是不行，可以换用Jython,用java实现的解释器，或者通过python调用c语言打dll也是可以解决的。
协程
多线程，多进程两者各有利弊，有没有个折中点的东西呢，有！协程。在工地干活那个例子中，老板让工人等待材料的时间去和水泥就类似于协程。协程是包含于线程的
协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制。协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈，直接操作栈则基本没有内核切换的开销，可以不加锁的访问全局变量，所以上下文的切换非常快。
线程 的具体行为是由内核操作的，什么时候运行什么部分，这个部分运行多长时间，都不受用户控制。
协程 是在程序层面操作的，可以控制遇到阻塞的时候候程序该干什么。在写web服务器的时候非常有用。
科普一下：
1、同步阻塞：你打电话给114查路线，在不挂断的情况下，客服帮你查了十分钟之后告诉你，期间你一直在接听电话。
2、同步非阻塞：你打电话给114查路线，在不挂断的情况下，客服帮你查了十分钟之后告诉你，你期间吃了个西瓜（打电话没有影响你做其他事，显示运用中也很难遇到）。
3、异步非阻塞：你打电话给114查路线，客服说查好之后打给你，这期间你可以做任何事。
4、异步阻塞：你打电话给114查路线，客服说查好之后打给你，但这期间你什么都没做，等到回复电话之后，再继续下一步动作。（是不是很傻）现实运用中，异步阻塞是没有意义的！
如果一个服务器是同步的话，在安全方面很有问题，比如客户发过来很多信息，没有及时处理，这时候就会存在缓冲区溢出的漏洞。假设，一个程序的登录中输入密码部分没有及时处理，就会被植入shellcode 利用kali生成一个简单的shellcode 。
然后计算好什么时候开始溢出的，将生成的恶意代码写入输入密码框中，这时候，本来为空白的寄存器就被植入了有实际作用的代码，然后利用JMP指令跳转到有恶意代码的地址，当程序打开后，就会自动打开植入的恶意程序。
