Python 协程

协程：

　　1.协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。

　　2.协程是跑在线程内的单线程，串行没有锁。

　　3.协程是一种用户态的轻量级线程。

　　4.协程CPU是访问不到的，协程是用户自己控制的。

 

　　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。

　　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。

 

协程特点：

1. 必须在只有一个单线程里实现并发
2. 修改共享数据不需加锁
3. 用户程序里自己保存多个控制流的上下文栈
4. 一个协程遇到IO操作自动切换到其它协程

 

协程优点：

• 无需线程上下文切换的开销

• 无需原子操作锁定及同步的开销

• 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。

　　　　"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。 

 

 

协程缺点：

• 无法利用多核资源：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

 

协程处理并发数据：

　　当协程处理并发的请求时，由于协程是单线程串行，他只要遇到数据请求IO操作时就会切换到另一个请求链接内，当第一个IO处理完成时，在切换回第一个请求。

 

• 使用yield实现协程并发例子

import time
import queue


def consumer(name):
    print("--->starting eating baozi...")
    while True:

        # yield可以返回数据，可以接收数据
        new_baozi = yield
        print("[%s] is eating baozi %s" % (name,new_baozi))

def producer():

    # 加入_next__执行
    # 函数内有yield首次调用会是一个生成器
    r = con.__next__()
    r = con2.__next__()
    n = 0
    while n < 5:
        n +=1

        # send唤醒生成器的同时生成一个yield值
        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()

 

• 调用协程手动切换数据：

　　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。

# greenlet封装好的协程
from greenlet import greenlet


def test1():
    print(12)
    gr2.switch()
    print(34)
    gr2.switch()


def test2():
    print(56)
    gr1.switch()
    print(78)

# 启用两个协程调用两个函数。
gr1 = greenlet(test1)
gr2 = greenlet(test2)

# 手动切换
gr1.switch()