python并发编程之协程
一、协程的概念
1、协程是单线程下的并发，它是程序员级别的，我们来控制如何切换。
2、进程的开销 >>>>>> 线程的开销 >>>>>> 协程的开销
3、协程的使用需要借助于第三方模块 gevent 模块或者 asyncio 模块
4、gevent 和 asyncio 是两个在 Python 中常用的协程框架，它们都提供了在异步编程中使用协程的能力。
gevent 是一个基于协程的并发库，它通过 monkey-patching 的方式将标准库中的阻塞式 I/O 操作变为非阻塞的，从而实现协程的调度和并发处理。gevent 提供了自己的协程对象 Greenlet，使用 gevent.spawn() 来创建和管理协程。gevent 还提供了事件循环机制，允许在协程之间进行切换和调度。它适用于需要高性能网络编程的场景，如服务器开发。
asyncio 是 Python 官方引入的异步编程框架，从 Python 3.4 版本开始引入，并在 Python 3.5 版本引入了 async 和 await 关键字。asyncio 基于事件循环（event loop）的概念，使用协程来实现异步编程。
它提供了异步 I/O 操作、定时器、任务调度等功能，并且有丰富的标准库和第三方库支持。asyncio 适用于编写高效的异步代码，特别是在 Web 开发、网络爬虫等场景下。
下面是一些比较 gevent 和 asyncio 的特点：
-
生态系统和库支持：
asyncio有着更广泛的生态系统和库支持，包括官方标准库和第三方库，可以方便地与其他异步框架集成。gevent虽然也有一些扩展库，但相对较少。 -
编程模型和语法：
gevent使用了更传统的基于线程和阻塞 I/O 的编程模型，通过 monkey-patching 来实现协程。而asyncio使用了更现代的基于事件循环和异步 I/O 的编程模型，通过async和await关键字来定义协程。 -
性能和吞吐量： 由于
gevent使用了更轻量级的协程对象和调度机制，并且对阻塞 I/O 进行了优化，因此在某些特定的场景下，它可能会比asyncio更高效和具有更高的吞吐量。
综上所述，选择使用 gevent 还是 asyncio 取决于具体的需求和场景。如果你需要高性能的网络编程和并发处理，可以选择使用 gevent。而如果你需要一个官方支持、成熟且广泛应用的异步编程框架，并且需要与其他库和框架无缝集成，那么选择 asyncio 是一个不错的选择。
二、gevent的使用
1、服务端
from gevent import monkey
monkey.patch_all()
import gevent
import socket
def talk(conn):
while True:
try:
data = conn.recv(1024)
if len(data) == 0:
break
print(data)
conn.send(data.upper())
except Exception as e:
print(e)
conn.close()
def server(ip, port):
server = socket.socket() # 实例化一个服务端
server.bind((ip, port))
server.listen(5)
while True:
conn, addr = server.accept()
gevent.spawn(talk, conn) # gevent.spawn() 函数用于创建并启动一个协程，并返回一个 Greenlet 对象
# t=Process(target=talk,args=(conn,))
# t=Thread(target=talk,args=(conn,))
# t.start()
if __name__ == '__main__':
g1 = gevent.spawn(server, '127.0.0.1', 8080) # gevent.spawn() 函数用于创建并启动一个协程，并返回一个 Greenlet 对象
g1.join()
'''
b'Thread-432 say hello'
b'Thread-431 say hello'
b'Thread-427 say hello'
b'Thread-489 say hello'
'''
猴子补丁的补充：
monkey.patch_all() 是 gevent 库中的一个函数，它的作用是将标准库中的阻塞式 I/O 操作替换为非阻塞的版本，从而实现协程的调度和并发处理。
具体解释如下：
-
gevent使用协程来实现并发处理，而协程的调度是由程序自身控制的。然而，标准库中的某些 I/O 操作（如 socket、select 等）是阻塞式的，它们会阻塞当前线程的执行，导致协程无法进行切换和调度。 -
为了解决这个问题，
gevent提供了monkey.patch_all()函数。调用patch_all()函数后，它会动态地修改标准库中的相关模块，将阻塞式的 I/O 操作替换为非阻塞的版本，从而实现协程的调度和并发处理。 -
monkey.patch_all()函数会自动替换标准库中的一些模块，包括 socket、select、threading 等。它会将这些模块的阻塞式 I/O 操作替换为非阻塞的版本，使得协程可以在 I/O 操作阻塞时切换到其他协程执行，从而提高并发性能。
需要注意以下几点：
-
monkey.patch_all()函数应该在程序的入口处调用，通常是在导入其他模块之前。这样可以确保所有的阻塞式 I/O 操作都被正确地替换。 -
monkey.patch_all()函数会修改全局的 Python 环境，因此需要谨慎使用，特别是在与其他库和框架的集成中。如果某个库依赖于标准库的阻塞式 I/O 操作，可能会受到patch_all()的影响。
总结起来，monkey.patch_all() 函数是 gevent 库中的一个工具函数，用于将标准库中的阻塞式 I/O 操作替换为非阻塞的版本，从而实现协程的调度和并发处理。它是使用 gevent 进行协程编程的常用方法之一，能够提高并发性能和效率。
2、客户端
import socket
from threading import current_thread, Thread
def socket_client():
client = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1', 8080))
while True:
ss = '%s say hello' % current_thread().getName()
client.send(ss.encode('utf-8'))
data = client.recv(1024)
print(data)
# 创建500个线程
for i in range(500):
t = Thread(target=socket_client) # 实例化一个线程客户端
t.start()
'''
b'THREAD-171 SAY HELLO'
b'THREAD-416 SAY HELLO'
b'THREAD-384 SAY HELLO'
b'THREAD-37 SAY HELLO'
'''
current_thread 是 threading 模块中的一个函数，用于获取当前正在执行的线程对象。
具体含义如下：
-
当你调用
current_thread()函数时，它会返回当前线程的Thread对象。这个对象代表了当前执行的线程，可以通过它来获取线程的一些属性和调用线程的方法。 -
Thread对象具有各种属性和方法，例如name（线程的名称）、ident（线程的标识符）、is_alive()（判断线程是否存活）等。通过current_thread()返回的对象，你可以使用这些属性和方法来了解和操作当前线程的状态和行为。 -
current_thread()函数可以在任何地方调用，包括主线程、子线程或其他线程的上下文中。它总是返回调用时的当前线程对象。
