协程（gevent模块）

协程

1、什么是协程

　　进程：资源单位　　

　　线程：执行单位

 

　　协程：是单线程下的并发，又称微线程，纤程。即单线程可以通过协程来实现并发。

　　PS：协程是一种用户态的轻量级线程，即协程是由用户程序自己控制调度的。

 

 

2、协程的优缺点

　　优点：

　　　　1）协程的切换开销更小，属于程序级别的切换，操作系统完全感知不到，因而更加轻量级

　　　　2）单线程内就可以实现并发的效果，最大限度地利用cpu

　　缺点：

　　　　1）协程的本质是单线程下，无法利用多核，可以是一个程序开启多个进程，每个进程内开启多个线程，每个线程内开启协程

　　　　2）协程指的是单个线程，因而一旦协程出现阻塞，将会阻塞整个线程

 

 

3、协程的特点

　　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

　　附加：一个协程遇到IO操作会进行“自动切换+保存状态”，并且切换到其它协程（通过gevent模块可以做到“切换+保存状态”）

 

 

4、gevent模块

　　gevent模块是一个第三方模块，需要下载安装gevent库

pip3 install gevent

　　用法：

　　　　g1 = gevent.spawn(函数名, 参数1, 参数2, 参数3...)　　# 创建一个协程对象

　　　　gevent.joinall([g1, g2, g3])　　# 遇到IO阻塞时会自动在 [g1, g2, g3] 中切换任务

　　　　monkey.patch_all()　　# 必须放到被打补丁者的前面，如time，socket模块之前（可以记忆成要用gevent，需要将from gevent import monkey和monkey.patch_all()放到文件的开头）

 

　　代码演示：

from gevent import monkey    # 猴子补丁
monkey.patch_all()    # 监听所有的任务是否有IO操作，如果有就切换。必须写在最上面，这句话后面的所有阻塞全部能够被识别到

from gevent import spawn    # spawn(函数名, 参数1, 参数2, 参数3...)
from gevent import joinall    # 等同于start和join的作用
import time


def task1():
    print("start from task1...")
    time.sleep(1)
    print("end from task1...")


def task2():
    print("start from task2...")
    time.sleep(3)
    print("end from task2...")


def task3():
    print("start from task3...")
    time.sleep(5)
    print("end from task3...")


if __name__ == '__main__':
    start_time = time.time()
    # 创建协程对象
    sp1 = spawn(task1)
    sp2 = spawn(task2)
    sp3 = spawn(task3)
    # sp1.start()
    # sp2.start()
    # sp3.start()
    # sp1.join()
    # sp2.join()
    # sp3.join()
    
    # 使用joinall()方法
    joinall([sp1, sp2, sp3])    # 等同于start和join的作用
    end_time = time.time()
    print(f"执行时间为 {end_time - start_time}")

　　执行结果：

start from task1...
start from task2...
start from task3...
end from task1...
end from task2...
end from task3...
执行时间为 5.030768394470215

 

　　进程和线程的任务切换是由操作系统自行切换的，自己不能控制

　　协程是通过自己的程序（代码）来进行切换的，自己能够控制，只有遇到协程模块能够识别的IO操作的时候，程序才会进行任务切换，实现并发效果，如果所有程序都没有IO操作，那么就基本属于串行执行了