python3 协程

协程，又称为'微线程'。英文名Coroutine。

协程的特点：一个线程执行

协程的优势：

1、执行效率高

     因为协程切换不是线程切换，而是由程序自身控制，因此，没有线程切换的开销，和多线程比，线程数量越多，协程的性能优势就越明显。

2、不需要多线程的锁机制

    因为只有一个线程，也不存在同时写变量冲突，在协程中控制共享资源不加锁，只需要判断状态就好了，所以执行效率比多线程高很多。

 

因为协程是一个线程执行，那怎么利用多核CPU呢？最简单的方法是多进程+协程，既充分利用多核，又充分发挥协程的高效率，可获得极高的性能。

Python对协程的支持是通过generator实现的。

在generator中，我们不但可以通过for循环来迭代，还可以不断调用next()函数获取由yield语句返回的下一个值。

但是Python的yield不但可以返回一个值，它还可以接收调用者发出的参数。

注意，在一个生成器函数未启动之前，是不能传递值进去。也就是说在使用c.send(n)之前，必须先使用c.send(None)或者next(c)来返回生成器的第一个值。

def num():
    a = yield 1
    while True:
        print(a)
        a = yield a

c = num()
r = c.send(None)
print( r) # 1
print(c.send(5)) #5

# 执行过程 说明：
"""
首先使用 c.send(None)，返回生成器的第一个值，a = yield 1 ，也就是1（但此时，并未执行赋值语句），然后生成器暂停，等待下一次启动.
接着我们使用了c.send(5)，再次启动生成器，并同时传入了一个参数5，再次启动生成的时候，从上次yield语句断掉的地方开始执行，即 a 的赋值语句，
由于我们传入了一个参数5，所以a被赋值为5，接着程序进入whlie循环，当程序执行到 a = yield a，
同理，先返回生成器的值 5，下次启动生成器的时候，再执行赋值语句，以此类推...
"""

异步IO:asyncio

1、asyncio 是python3.4引入的标准库，直接内置了对异步IO的支持。
2、异步操作需要在coroutine中通过yield from完成；
3、多个coroutine可以封装成一组Task然后并发执行。

asyncio 的编程模式就是一个消息循环。从asyncio模块中直接获取一个EventLoop的引用，然后把需要执行的协程扔到EventLoop中执行，就实现了异步IO。
（使用@asyncio.coroutine 把一个generator标记为coroutine 类型，然后，我们就把这个coroutine扔到EventLoop中执行。）

1、简单的异步IO案例：

import  asyncio

@asyncio.coroutine
def hello():
    print('hello world...')
    r = yield from asyncio.sleep(1)
    print('Over...')

# 通过asyncio 获取EventLoop
loop = asyncio.get_event_loop()
# 执行协程
loop.run_until_complete(hello())
loop.close()

2、并发任务访问

import threading
import asyncio

@asyncio.coroutine
def hello():
    print('Hello world! (%s)' % threading.currentThread())
    yield from asyncio.sleep(1)
    print('Hello again! (%s)' % threading.currentThread())

loop = asyncio.get_event_loop()
tasks = [hello(), hello()]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
loop.close()

输出：

Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 17456)>)
Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 17456)>)
Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 17456)>)
Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 17456)>)

从结果可以看出，两个coroutine是由同一个线程并发执行的。

如果把asyncio.sleep()换成真正的IO操作，则多个coroutine就可以由一个线程并发执行。

async/await

用asyncio提供的@asyncio.coroutine可以把一个generator标记为coroutine类型，然后在coroutine内部用yield from调用另一个coroutine实现异步操作。

为了简化并更好地标识异步IO，从Python 3.5开始引入了新的语法async和await，可以让coroutine的代码更简洁易读。

请注意，async和await是针对coroutine的新语法，要使用新的语法，只需要做两步简单的替换：

1. 把@asyncio.coroutine替换为async；
2. 把yield from替换为await。