協(xié)程

協(xié)程脐湾，又稱微線程，纖程。英文名Coroutine事格。

協(xié)程是啥

協(xié)程是python個(gè)中另外一種實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的方式氢卡，只不過(guò)比線程更小占用更小執(zhí)行單元（理解為需要的資源）锈至。 為啥說(shuō)它是一個(gè)執(zhí)行單元，因?yàn)樗詭PU上下文译秦。這樣只要在合適的時(shí)機(jī)峡捡， 我們可以把一個(gè)協(xié)程 切換到另一個(gè)協(xié)程。 只要這個(gè)過(guò)程中保存或恢復(fù) CPU上下文那么程序還是可以運(yùn)行的筑悴。

通俗的理解：在一個(gè)線程中的某個(gè)函數(shù)们拙，可以在任何地方保存當(dāng)前函數(shù)的一些臨時(shí)變量等信息，然后切換到另外一個(gè)函數(shù)中執(zhí)行雷猪，注意不是通過(guò)調(diào)用函數(shù)的方式做到的睛竣，并且切換的次數(shù)以及什么時(shí)候再切換到原來(lái)的函數(shù)都由開(kāi)發(fā)者自己確定

協(xié)程和線程差異

在實(shí)現(xiàn)多任務(wù)時(shí), 線程切換從系統(tǒng)層面遠(yuǎn)不止保存和恢復(fù) CPU上下文這么簡(jiǎn)單。 操作系統(tǒng)為了程序運(yùn)行的高效性每個(gè)線程都有自己緩存Cache等等數(shù)據(jù)求摇，操作系統(tǒng)還會(huì)幫你做這些數(shù)據(jù)的恢復(fù)操作射沟。 所以線程的切換非常耗性能。但是協(xié)程的切換只是單純的操作CPU的上下文与境，所以一秒鐘切換個(gè)上百萬(wàn)次系統(tǒng)都抗的住验夯。

簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)協(xié)程

importtimedefwork1():whileTrue:? ? ? ? print("----work1---")yieldtime.sleep(0.5)defwork2():whileTrue:? ? ? ? print("----work2---")yieldtime.sleep(0.5)defmain():w1 = work1()? ? w2 = work2()whileTrue:? ? ? ? next(w1)? ? ? ? next(w2)if__name__ =="__main__":? ? main()

運(yùn)行結(jié)果：

----work1---

----work2---

----work1---

----work2---

----work1---

----work2---

......

greenlet

為了更好使用協(xié)程來(lái)完成多任務(wù)，python中的greenlet模塊對(duì)其封裝摔刁，從而使得切換任務(wù)變的更加簡(jiǎn)單

安裝方式

使用如下命令安裝greenlet模塊:

sudo pip3 install greenlet

#coding=utf-8fromgreenletimportgreenletimporttimedeftest1():whileTrue:print"---A--"gr2.switch()? ? ? ? time.sleep(0.5)deftest2():whileTrue:print"---B--"gr1.switch()? ? ? ? time.sleep(0.5)gr1 = greenlet(test1)gr2 = greenlet(test2)#切換到gr1中運(yùn)行g(shù)r1.switch()

運(yùn)行效果

---A--

---B--

---A--

---B--

......

gevent

greenlet已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了協(xié)程挥转，但是這個(gè)還的人工切換，是不是覺(jué)得太麻煩了共屈，不要捉急绑谣，python還有一個(gè)比greenlet更強(qiáng)大的并且能夠自動(dòng)切換任務(wù)的模塊gevent

其原理是當(dāng)一個(gè)greenlet遇到IO(指的是input output 輸入輸出，比如網(wǎng)絡(luò)拗引、文件操作等)操作時(shí)借宵，比如訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，就自動(dòng)切換到其他的greenlet矾削，等到IO操作完成壤玫，再在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候切換回來(lái)繼續(xù)執(zhí)行豁护。

由于IO操作非常耗時(shí)，經(jīng)常使程序處于等待狀態(tài)欲间，有了gevent為我們自動(dòng)切換協(xié)程楚里，就保證總有g(shù)reenlet在運(yùn)行，而不是等待IO

安裝

pip3 install gevent

1. gevent的使用

importgeventdeff(n):foriinrange(n):? ? ? ? print(gevent.getcurrent(), i)g1 = gevent.spawn(f,5)g2 = gevent.spawn(f,5)g3 = gevent.spawn(f,5)g1.join()g2.join()g3.join()

運(yùn)行結(jié)果

012340123401234

可以看到猎贴，3個(gè)greenlet是依次運(yùn)行而不是交替運(yùn)行

2. gevent切換執(zhí)行

importgeventdeff(n):foriinrange(n):? ? ? ? print(gevent.getcurrent(), i)#用來(lái)模擬一個(gè)耗時(shí)操作班缎，注意不是time模塊中的sleepgevent.sleep(1)g1 = gevent.spawn(f,5)g2 = gevent.spawn(f,5)g3 = gevent.spawn(f,5)g1.join()g2.join()g3.join()

運(yùn)行結(jié)果

000111222333444

3. 給程序打補(bǔ)丁

fromgeventimportmonkeyimportgeventimportrandomimporttimedefcoroutine_work(coroutine_name):foriinrange(10):? ? ? ? print(coroutine_name, i)? ? ? ? time.sleep(random.random())gevent.joinall([? ? ? ? gevent.spawn(coroutine_work,"work1"),? ? ? ? gevent.spawn(coroutine_work,"work2")])

運(yùn)行結(jié)果

work10work11work12work13work14work15work16work17work18work19work20work21work22work23work24work25work26work27work28work29

fromgeventimportmonkeyimportgeventimportrandomimporttime# 有耗時(shí)操作時(shí)需要monkey.patch_all()# 將程序中用到的耗時(shí)操作的代碼，換為gevent中自己實(shí)現(xiàn)的模塊defcoroutine_work(coroutine_name):foriinrange(10):? ? ? ? print(coroutine_name, i)? ? ? ? time.sleep(random.random())gevent.joinall([? ? ? ? gevent.spawn(coroutine_work,"work1"),? ? ? ? gevent.spawn(coroutine_work,"work2")])

運(yùn)行結(jié)果

work10work20work11work12work13work21work14work22work15work23work16work17work18work24work25work19work26work27work28work29

進(jìn)程嘱能、線程吝梅、協(xié)程對(duì)比

簡(jiǎn)單總結(jié)

進(jìn)程是資源分配的單位

線程是操作系統(tǒng)調(diào)度的單位

進(jìn)程切換需要的資源很最大，效率很低

線程切換需要的資源一般惹骂，效率一般（當(dāng)然了在不考慮GIL的情況下）

協(xié)程切換任務(wù)資源很小苏携，效率高

多進(jìn)程、多線程根據(jù)cpu核數(shù)不一樣可能是并行的对粪，但是協(xié)程是在一個(gè)線程中 所以是并發(fā)