协程
协程:又称微线程,纤程。是一种用户态的轻量级线程
- 必须在只有一个单线程里实现并发
- 修改共享数据不需加锁
- 用户程序里自己保存多个控制流的上下文栈
- 一个协程遇到IO操作自动切换到其它协程
拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调试切换时,将寄存器上下文和栈保存在其他地方 ,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。
协程的好处:
- 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
- "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。
- 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。
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
yield实现协程(手动切换)
1 import time 2 3 def consumer(name): 4 print("--->starting eating baozi...") 5 while True: 6 new_baozi = yield 7 print("[%s] is eating baozi %s" % (name, new_baozi)) 8 # time.sleep(1) 9 10 11 def producer(): 12 r = con.__next__() 13 r = con2.__next__() 14 n = 0 15 while n < 5: 16 n += 1 17 con.send(n) 18 con2.send(n) 19 print("\033[32;1m[producer]\033[0m is making baozi %s" % n) 20 21 22 if __name__ == '__main__': 23 con = consumer("c1") 24 con2 = consumer("c2") 25 p = producer()
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实现协程(自动切换)
1 from greenlet import greenlet 2 3 def test1(): 4 print(12) 5 gr2.switch() #切换操作 6 print(34) 7 gr2.switch() 8 9 def test2(): 10 print(56) 11 gr1.switch() #切换操作 12 print(78) 13 14 15 gr1 = greenlet(test1) 16 gr2 = greenlet(test2) 17 gr1.switch()
Gevent
是一个第三方库,可以轻松通过gevent实现并发同步或异步编程,在gevent中用到的主要模式是Greenlet, 它是以C扩展模块形式接入Python的轻量级协程。 Greenlet全部运行在主程序操作系统进程的内部,但它们被协作式地调度。
gevent实现协程(自动切换)
1 import gevent 2 3 def func1(): 4 print("\033[41;1mfunc 1 is running....\033[0m") 5 gevent.sleep(2) # 模拟IO操作进行切换 6 print("\033[42;1mfunc 1 is running....\033[0m") 7 8 9 def func2(): 10 print("\033[41;1mfunc 2 is running....\033[0m") 11 gevent.sleep(1) 12 print("\033[42;1mfunc 2 is running....\033[0m") 13 14 def func3(): 15 print("\033[41;1mfunc 3 is running....\033[0m") 16 gevent.sleep(0) 17 print("\033[42;1mfunc 3 is running....\033[0m") 18 19 # 不断循环进行切换 20 gevent.joinall([ 21 gevent.spawn(func1), 22 gevent.spawn(func2), 23 gevent.spawn(func3) 24 ])
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 from gevent import monkey 2 3 import gevent 4 import time 5 from urllib.request import urlopen 6 7 # 如果没有加monkey.patch_all(),urllib中gevent不知道哪些是io操作,所以运行效果与串行是一样的 8 monkey.patch_all() # 把程序中所有IO操作做上标识 9 10 def f(url): 11 print('GET: %s' % url) 12 resp = urlopen(url) 13 data = resp.read() 14 fp = open("url","wb+") 15 fp.write(data) 16 print('%d bytes received from %s.' % (len(data), url)) 17 18 start_time = time.time() 19 gevent.joinall([ 20 gevent.spawn(f, 'https://www.python.org/'), # f 中带参数 21 gevent.spawn(f, 'https://www.yahoo.com/'), 22 gevent.spawn(f, 'https://github.com/'), 23 ]) 24 print("cost all time:",time.time()-start_time)