第一章 协程

协程 & asyncio & 异步编程的 > 背景

为什么要学？

• 越来越多的学生都来问async异步相关问题，并且这一部分的知识点不太容易学习（异步非阻塞、asyncio）
• 异步相关话题和框架越来越多，例如：tornado、fastapi、django 3.x asgi 、aiohttp都在异步 -> 提升性能。

如何讲解？

• 第一部分：协程。
• 第二部分：asyncio模块进行异步编程。
• 第三部分：实战案例。

1.协程

协程不是计算机提供，程序员人为创造。

协程（Coroutine），也可以被称为微线程，是一种用户态内的上下文切换技术。简而言之，其实就是通过一个线程实现代码块相互切换执行。例如：

def func1():
	print(1)
    ...
	print(2)
	
def func2():
	print(3)
    ...
	print(4)

func1()
func2()

实现协程有这么几种方法：

• greenlet，早期模块。
• yield关键字。
• asyncio装饰器（py3.4）
• async、await关键字（py3.5)【推荐】

1.1 greenlet实现协程

pip3 install greenlet

from greenlet import greenlet


def func1():
    print(1)        # 第1步：输出 1
    gr2.switch()    # 第3步：切换到 func2 函数
    print(2)        # 第6步：输出 2
    gr2.switch()    # 第7步：切换到 func2 函数，从上一次执行的位置继续向后执行


def func2():
    print(3)        # 第4步：输出 3
    gr1.switch()    # 第5步：切换到 func1 函数，从上一次执行的位置继续向后执行
    print(4)        # 第8步：输出 4


gr1 = greenlet(func1)
gr2 = greenlet(func2)

gr1.switch() # 第1步：去执行 func1 函数

1.2 yield关键字

def func1():
    yield 1
    yield from func2()
    yield 2


def func2():
    yield 3
    yield 4


f1 = func1()
for item in f1:
    print(item)

1.3 asyncio

在python3.4及之后的版本。

import asyncio

@asyncio.coroutine
def func1():
    print(1)
    # 网络IO请求：下载一张图片
    yield from asyncio.sleep(2)  # 遇到IO耗时操作，自动化切换到tasks中的其他任务
    print(2)


@asyncio.coroutine
def func2():
    print(3)
    # 网络IO请求：下载一张图片
    yield from asyncio.sleep(2) # 遇到IO耗时操作，自动化切换到tasks中的其他任务
    print(4)


tasks = [
    asyncio.ensure_future( func1() ),
    asyncio.ensure_future( func2() )
]

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

注意：遇到IO阻塞自动切换

1.4 async & await关键字

在python3.5及之后的版本。

import asyncio

async def func1():
    print(1)
    # 网络IO请求：下载一张图片
    await asyncio.sleep(2)  # 遇到IO耗时操作，自动化切换到tasks中的其他任务
    print(2)


async def func2():
    print(3)
    # 网络IO请求：下载一张图片
    await asyncio.sleep(2) # 遇到IO耗时操作，自动化切换到tasks中的其他任务
    print(4)


tasks = [
    asyncio.ensure_future( func1() ),
    asyncio.ensure_future( func2() )
]

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))