python-协程

1.协程

协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。一句话说明什么是线程：协程是一种用户态的轻量级线程。
协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此：
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。

2.协程的优点缺点。

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

 

3.python的greenlet模块。

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generato
手动切换。

 

3.1 greenlet的简单实例。

def t1():
    print(11)
    gr2.switch()
    print(33)
    gr2.switch()

def t2():
    print(22)
    gr1.switch()
    print(44)


gr1 = greenlet(t1)
gr2 = greenlet(t2)
gr1.switch()

 

4.python的Gevent模块。

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。

4.1 gevent的简单实例

import gevent,time


def t1():
    print(11)
    gevent.sleep(1)
    print(33)

def t2():
    print(22)
    gevent.sleep(3)
    print(44)

start_time = time.time()
gevent.joinall([
    gevent.spawn(t1),
    gevent.spawn(t2),
])
print('cost:{0}'.format(time.time() - start_time))

 

5.协程实现一个简单爬虫 并对比，串行和并行的执行时间。

import gevent,time,requests
from gevent import monkey

"""
    把当前程序的所有IO操作，标记上记号。
    让gevent知道程序中IO操作的结束时间。
"""
monkey.patch_all()

def get1(url):
    print('get url : {0}'.format(url))
    rep = requests.get(url)
    rep.encoding = 'utf-8'
    print(rep)

start_time = time.time()
url_lists = [
    'http://www.gec-edu.org/',
    'http://www.baidu.com/',
    'http://www.sina.com.cn/',
]
for item in url_lists:
    get1(item)
# gevent.joinall()
print('cost:{0}'.format(time.time() - start_time))

aync_start_time = time.time()
gevent.joinall([
    gevent.spawn(get1(url_lists[0])),
    gevent.spawn(get1(url_lists[1])),
    gevent.spawn(get1(url_lists[2])),
])
print('aync cost:{0}'.format(time.time() - aync_start_time))

 

6.利用协程实现socket多并发。

6.1 client.py

import gevent,socket,time


def run():
    client()

def client():
    client = socket.socket()
    client.connect(('127.0.0.1', 8089))
    while True:
        input_value = input(">>:").strip()
        if not input_value:
            continue
        client.send(input_value.encode('utf-8'))
        rev_data = client.recv(1024).decode('utf-8')
        print(rev_data)
        continue

if __name__ == '__main__':
    run()

 

6.2 servier.py

import gevent,socket,time
from gevent import monkey

"""
利用gevent实现socket服务端的多并发。
思路：每一请求切换一个协程处理
"""

monkey.patch_all()

def server():
    server = socket.socket()
    #   绑定监听端口
    server.bind(('127.0.0.1', 8089))
    #   监听
    server.listen()
    while True:
        connect,address = server.accept()
        print('server listen request...',address)
        """
            如果进来一个请求,则交由一个协程处理
        
        """
        gevent.spawn(handle_request,connect,address)


def handle_request(conncet,address):
    try:
        while True:
            rev_data = conncet.recv(1024).decode('utf-8')
            if not rev_data:
                break
            print(address,'server recv : {0}'.format(rev_data))
            conncet.send('recv ok! request data : {0}'.format(rev_data).encode('utf-8'))
    except Exception as e:
        print(e)
    finally:
        conncet.close()

def run():
    server()



if __name__ == '__main__':
    run()