Python学习---协程 1226-CFANZ编程社区

Python学习---协程 1226

协程【是一个单线程】，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。

一句话说明什么是协程：协程是一种用户态的轻量级线程【程序员自己去切换线程】

协程条件：

必须在只有一个单线程里实现并发

修改共享数据不需加锁

用户程序里自己保存多个控制流的上下文栈

一个协程遇到IO操作自动切换到其它协程

协程原理：

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。因此：

协程能保留上一次调用时的状态（即所有局部状态的一个特定组合），每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态，换种说法：进入上一次离开时所处逻辑流的位置。

协程的好处【Nginx就是协程】：

无需线程上下文切换的开销【单线程】

无需原子操作锁定及同步的开销

"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized"，所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch （切换到另一个线程）。原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序是不可以被打乱，或者切割掉只执行部分。视作整体是原子性的核心。

方便切换控制流，简化编程模型

高并发+高扩展性+低成本：一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理

协程缺点：

无法利用多核资源【可以通过多进程实现多核利用】：协程的本质是个单线程,它不能同时将单个CPU 的多个核用上,协程需要和进程配合才能运行在多CPU上.当然我们日常所编写的绝大部分应用都没有这个必要，除非是cpu密集型应用。

进行阻塞（Blocking）操作（如IO时）会阻塞掉整个程序

最底层实际上使用yield实现协程操作

import time
import queue
def consumer(name):
    print("--->starting eating baozi...")
    while True:
        new_baozi = yield
        print("[%s] is eating baozi %s" % (name, new_baozi))
        # time.sleep(1)
def producer():
    r = con.__next__()
    r = con2.__next__()
    n = 0
    while n < 5:
        n += 1
        con.send(n)
        con2.send(n)
        print("\033[32;1m[producer]\033[0m is making baozi %s" % n)
if __name__ == '__main__':
    con = consumer("c1")
    con2 = consumer("c2")
    p = producer()

gevent

安装gevent

Python学习---协程 1226_Python学习

Gevent 介绍

Gevent 是一个第三方库，可以轻松通过gevent实现并发同步或异步编程，在gevent中用到的主要模式是Greenlet, 它是以C扩展模块形式接入Python的轻量级协程。 Greenlet全部运行在主程序操作系统进程的内部，但它们被协作式地调度。

import gevent
import time
def func1():
    print(time.ctime(), '\033[31;1mA-->B...\033[0m')
    gevent.sleep(2)   # 模拟IO阻塞
    print(time.ctime(), '\033[31;1mA-->B...\033[0m')
def func2():
    print(time.ctime(), '\033[32;1mB-->A...\033[0m')
    gevent.sleep(1)      # 模拟IO阻塞
    print(time.ctime(), '\033[32;1mB-->A...\033[0m')
# 一个线程自己切换，共耗时2秒，以最大的为准
gevent.joinall([
    gevent.spawn(func1),
    gevent.spawn(func2),
])

Python学习---协程 1226_Python学习_02

Greenlet

greenlet是一个用C实现的协程模块，相比与python自带的yield，它可以使你在任意函数之间随意切换，而不需把这个函数先声明为generator

# -*- coding:utf-8 -*-
from greenlet import greenlet
def test1():
    print(12)
    gr2.switch()
    print(34)
    gr2.switch()
def test2():
    print(56)
    gr1.switch()
    print(78)
gr1 = greenlet(test1)
gr2 = greenlet(test2)
gr1.switch()

Python学习---协程 1226_python_03

协程爬虫

遇到IO阻塞时会自动切换任务[协程爬虫]

from gevent import monkey;
monkey.patch_all()   # 监听IO阻塞
import time
import gevent
from  urllib.request import urlopen
start = time.time()
def f(url, name):
    print('GET: %s' % url)
    resp = urlopen(url)
    data = resp.read()
    with open(name+'.thml', 'wb') as f:
        f.write(data)
    print('%d bytes received from %s.' % (len(data), url))
gevent.joinall([
    gevent.spawn(f, 'https://www.python.org/', 'python'),  # 就是这种格式传递参数
    gevent.spawn(f, 'https://www.yahoo.com/', 'yahoo'),
    gevent.spawn(f, 'https://github.com/', 'github'),
])
end = time.time()
print('gevent 耗时', str(end-start))