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1、協(xié)程的概念

協(xié)程，又稱微線程，纖程。英文名Coroutine。

線程是系統(tǒng)級(jí)別的它們由操作系統(tǒng)調(diào)度，而協(xié)程則是程序級(jí)別的由程序根據(jù)需要自己調(diào)度。在一個(gè)線程中會(huì)有很多函數(shù)，我們把這些函數(shù)稱為子程序，在子程序執(zhí)行過程中可以中斷去執(zhí)行別的子程序，而別的子程序也可以中斷回來繼續(xù)執(zhí)行之前的子程序，這個(gè)過程就稱為協(xié)程。也就是說在同一線程內(nèi)一段代碼在執(zhí)行過程中會(huì)中斷然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行別的代碼，接著在之前中斷的地方繼續(xù)開始執(zhí)行，類似與yield操作。

協(xié)程擁有自己的寄存器上下文和棧。協(xié)程調(diào)度切換時(shí)，將寄存器上下文和棧保存到其他地方，在切回來的時(shí)候，恢復(fù)先前保存的寄存器上下文和棧。因此：協(xié)程能保留上一次調(diào)用時(shí)的狀態(tài)（即所有局部狀態(tài)的一個(gè)特定組合），每次過程重入時(shí)，就相當(dāng)于進(jìn)入上一次調(diào)用的狀態(tài)，換種說法：進(jìn)入上一次離開時(shí)所處邏輯流的位置。

協(xié)程的優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）無需線程上下文切換的開銷，協(xié)程避免了無意義的調(diào)度，由此可以提高性能（但也因此，程序員必須自己承擔(dān)調(diào)度的責(zé)任，同時(shí)，協(xié)程也失去了標(biāo)準(zhǔn)線程使用多CPU的能力）

　　（2）無需原子操作鎖定及同步的開銷

　　（3）方便切換控制流，簡(jiǎn)化編程模型

　　（4）高并發(fā)+高擴(kuò)展性+低成本：一個(gè)CPU支持上萬的協(xié)程都不是問題。所以很適合用于高并發(fā)處理。

協(xié)程的缺點(diǎn)：

　　（1）無法利用多核資源：協(xié)程的本質(zhì)是個(gè)單線程,它不能同時(shí)將 單個(gè)CPU 的多個(gè)核用上,協(xié)程需要和進(jìn)程配合才能運(yùn)行在多CPU上.當(dāng)然我們?nèi)粘Ｋ帉懙慕^大部分應(yīng)用都沒有這個(gè)必要，除非是cpu密集型應(yīng)用。

　　（2）進(jìn)行阻塞（Blocking）操作（如IO時(shí)）會(huì)阻塞掉整個(gè)程序

2、python3實(shí)現(xiàn)線程

（1）yield實(shí)現(xiàn)協(xié)程效果

#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2018/1/24 10:46 # @Author : Py.qi # @File : yield_xiecheng.py # @Software: PyCharmdef consumer(name):print('開始吃包子...')while True:print('\033[31;1m[consumer]%s需要包子\033[0m'%name)bone = yield #接收send發(fā)送的數(shù)據(jù)print('\033[31;1m[%s]吃了%s個(gè)包子\033[0m'%(name,bone)) def producer(obj1):obj1.send(None) #必須先發(fā)送Nonefor i in range(3):print('\033[32;1m[producer]\033[0m正在做%s個(gè)包子'%i)obj1.send(i)if __name__ == '__main__':con1 = consumer('消費(fèi)者A') #創(chuàng)建消費(fèi)者對(duì)象producer(con1)#output： 開始吃包子... [consumer]消費(fèi)者A需要包子 [producer]正在做0個(gè)包子 [消費(fèi)者A]吃了0個(gè)包子 [consumer]消費(fèi)者A需要包子 [producer]正在做1個(gè)包子 [消費(fèi)者A]吃了1個(gè)包子 [consumer]消費(fèi)者A需要包子 [producer]正在做2個(gè)包子 [消費(fèi)者A]吃了2個(gè)包子 [consumer]消費(fèi)者A需要包子

（2）greenlet模塊實(shí)現(xiàn)程序間切換執(zhí)行

#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2018/1/24 15:25 # @Author : Py.qi # @File : greenlet_now.py # @Software: PyCharm import greenletdef A():print('a.....')g2.switch() #切換至Bprint('a....2')g2.switch() def B():print('b.....')g1.switch() #切換至Aprint('b....2')g1 = greenlet.greenlet(A) #啟動(dòng)一個(gè)線程 g2 = greenlet.greenlet(B) g1.switch()

（3）gevent實(shí)現(xiàn)協(xié)程

Gevent 是一個(gè)第三方庫(kù)，可以輕松通過gevent實(shí)現(xiàn)協(xié)程程，在gevent中用到的主要模式是Greenlet, 它是以C擴(kuò)展模塊形式接入Python的輕量級(jí)協(xié)程。 Greenlet全部運(yùn)行在主程序操作系統(tǒng)進(jìn)程的內(nèi)部，但它們被協(xié)作式地調(diào)度。

gevent會(huì)主動(dòng)識(shí)別程序內(nèi)部的IO操作，當(dāng)子程序遇到IO后，切換到別的子程序。如果所有的子程序都進(jìn)入IO，則阻塞。

#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2018/1/24 15:59 # @Author : Py.qi # @File : gevent_noe.py # @Software: PyCharm import geventdef foo():print('running in foo')gevent.sleep(2)print('com back from bar in to foo') def bar():print('running in bar')gevent.sleep(2)print('com back from foo in to bar')gevent.joinall([ #創(chuàng)建線程并行執(zhí)行程序，碰到IO就切換gevent.spawn(foo),gevent.spawn(bar), ])

線程函數(shù)同步與異步比較：

import gevent def task(pid):gevent.sleep(1)print('task %s done'%pid)def synchronous(): #同步一個(gè)線程執(zhí)行函數(shù)for i in range(1,10):task(i) def asynchronous(): #異步一個(gè)線程執(zhí)行函數(shù)threads = [gevent.spawn(task,i) for i in range(10)]gevent.joinall(threads)print('synchronous:') synchronous() #同步執(zhí)行時(shí)要等待執(zhí)行完后再執(zhí)行 print('asynchronous:') asynchronous() #異步時(shí)遇到等待則會(huì)切換執(zhí)行

爬蟲異步IO阻塞切換：

#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2018/1/24 17:00 # @Author : Py.qi # @File : gevent_urllib.py # @Software: PyCharmfrom urllib import request import gevent,time from gevent import monkeymonkey.patch_all() #將程序中所有IO操作做上標(biāo)記使程序非阻塞狀態(tài) def url_request(url):print('get:%s'%url)resp = request.urlopen(url)data = resp.read()print('%s bytes received from %s'%(len(data),url))async_time_start = time.time() #開始時(shí)間 gevent.joinall([gevent.spawn(url_request,'https://www.python.org/'),gevent.spawn(url_request,'https://www.nginx.org/'),gevent.spawn(url_request,'https://www.ibm.com'), ]) print('haoshi:',time.time()-async_time_start) #總用時(shí)

協(xié)程實(shí)現(xiàn)多并發(fā)鏈接socket通信：

#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2018/1/24 17:22 # @Author : Py.qi # @File : gevent_sock.py # @Software: PyCharm import socket,gevent from gevent import monkey monkey.patch_all()def server_sock(port):s = socket.socket()s.bind(('',port))s.listen(10)while True:conn,addr = s.accept()gevent.spawn(handle_request,conn) def handle_request(conn):try:while True:data = conn.recv(1024)if not data: conn.shutdown(socket.SHUT_WR)print('recv:',data.decode())conn.send(data)except Exception as ex:print(ex)finally:conn.close()if __name__ == '__main__':server_sock(8888)#!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Time : 2018/1/24 17:35 # @Author : Py.qi # @File : gevent_sockclient.py # @Software: PyCharmimport socketHOST = 'localhost' # The remote host PORT = 8888 # The same port as used by the server s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.connect((HOST, PORT)) while True:#msg = bytes(input(">>:"), encoding="utf8")for i in range(50):s.send('dddd'.encode())data = s.recv(1024)# print(data)print('Received', repr(data))s.close()

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python3之协程(1)---协程简介的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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