1 协程
1.1协程的概念
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。（其实并没有说明白~）
我觉得单说协程，比较抽象，如果对线程有一定了解的话，应该就比较好理解了。
那么这么来理解协程比较容易：
线程是系统级别的，它们是由操作系统调度；协程是程序级别的，由程序员根据需要自己调度。我们把一个线程中的一个个函数叫做子程序，那么子程序在执行过程中可以中断去执行别的子程序；别的子程序也可以中断回来继续执行之前的子程序，这就是协程。也就是说同一线程下的一段代码<1>执行着执行着就可以中断，然后跳去执行另一段代码，当再次回来执行代码块<1>的时候，接着从之前中断的地方开始执行。
比较专业的理解是：
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。
1.2 协程的优缺点
协程的优点：
（1）无需线程上下文切换的开销，协程避免了无意义的调度，由此可以提高性能（但也因此，程序员必须自己承担调度的责任，同时，协程也失去了标准线程使用多CPU的能力）
（2）无需原子操作锁定及同步的开销
（3）方便切换控制流，简化编程模型
（4）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。
协程的缺点：
（1）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。
（2）进行阻塞（Blocking）操作（如IO时）会阻塞掉整个程序
2 Python中如何实现协程
2.1 yield实现协程
前文所述“子程序（函数）在执行过程中可以中断去执行别的子程序；别的子程序也可以中断回来继续执行之前的子程序”，那么很容易想到Python的yield，显然yield是可以实现这种切换的。
使用yield实现协程操作例子：
#! /usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author: "Zing-p"
# Date: 2017/5/12 def consumer(name):
print("要开始啃骨头了...")
while True:
print("\033[31;1m[consumer] %s\033[0m " % name)
bone = yield
print("[%s] 正在啃骨头 %s" % (name, bone)) def producer(obj1, obj2):
obj1.send(None) # 启动obj1这个生成器,第一次必须用None <==> obj1.__next__()
obj2.send(None) # 启动obj2这个生成器,第一次必须用None <==> obj2.__next__()
n = 0
while n < 5:
n += 1
print("\033[32;1m[producer]\033[0m 正在生产骨头 %s" % n)
obj1.send(n)
obj2.send(n) if __name__ == '__main__':
con1 = consumer("消费者A")
con2 = consumer("消费者B")
producer(con1, con2)
运行的结果：
2.2 greenlet实现协程
Python的 greenlet就相当于手动切换，去执行别的子程序，在“别的子程序”中又主动切换回来。。。
greenlet协程例子：
#! /usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*- from greenlet import greenlet
# greenlet 其实就是手动切换；gevent是对greenlet的封装，可以实现自动切换 def test1():
print("")
gr2.switch() # 切换去执行test2
print("")
gr2.switch() # 切换回test2之前执行到的位置，接着执行 def test2():
print("")
gr1.switch() # 切换回test1之前执行到的位置，接着执行
print("") gr1 = greenlet(test1) # 启动一个协程 注意test1不要加()
gr2 = greenlet(test2) #
gr1.switch()
2.3 gevent 实现协程
Gevent 是一个第三方库，可以轻松通过gevent实现协程程，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会主动识别程序内部的IO操作，当子程序遇到IO后，切换到别的子程序。如果所有的子程序都进入IO，则阻塞。
协程之gevent例子：
#! /usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*- import gevent def func1():
print("func1 running")
gevent.sleep(2) # 内部函数实现io操作
print("switch func1") def func2():
print("func2 running")
gevent.sleep(1)
print("switch func2") def func3():
print("func3 running")
gevent.sleep(0)
print("func3 done..") gevent.joinall([gevent.spawn(func1),
gevent.spawn(func2),
gevent.spawn(func3),
])
同步与异步性能区别：
import gevent def task(pid):
"""
Some non-deterministic task
"""
gevent.sleep(0.5)
print('Task %s done' % pid) def synchronous():
for i in range(1,10):
task(i) def asynchronous():
threads = [gevent.spawn(task, i) for i in range(10)]
gevent.joinall(threads) print('Synchronous:')
synchronous() print('Asynchronous:')
asynchronous()
上面程序的重要部分是将task函数封装到greenlet内部线程的gevent.spawn。 初始化的greenlet列表存放在数组threads中，此数组被传给gevent.joinall 函数，后者阻塞当前流程，并执行所有给定的greenlet。执行流程只会在 所有greenlet执行完后才会继续向下走。
遇到Io阻塞时会切换任务之【爬虫版】
#! /usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*- from urllib import request
import gevent,time
from gevent import monkey monkey.patch_all() # 把当前程序中的所有io操作都做上标记 def spider(url):
print("GET:%s" % url)
resp = request.urlopen(url)
data = resp.read()
print("%s bytes received from %s.." % (len(data), url)) urls = [
"https://www.python.org/",
"https://www.yahoo.com/",
"https://github.com/"
] start_time = time.time()
for url in urls:
spider(url)
print("同步耗时：",time.time() - start_time) async_time_start = time.time()
gevent.joinall([
gevent.spawn(spider,"https://www.python.org/"),
gevent.spawn(spider,"https://www.yahoo.com/"),
gevent.spawn(spider,"https://github.com/"),
])
print("异步耗时：",time.time() - async_time_start) # 最好爬国外网站吧
通过gevent实现【单线程】下的多socket并发
server端：
import sys
import socket
import time
import gevent from gevent import socket,monkey
monkey.patch_all() def server(port):
s = socket.socket()
s.bind(('0.0.0.0', port))
s.listen(500)
while True:
cli, addr = s.accept()
gevent.spawn(handle_request, cli) def handle_request(conn):
try:
while True:
data = conn.recv(1024)
print("recv:", data)
conn.send(data)
if not data:
conn.shutdown(socket.SHUT_WR) except Exception as ex:
print(ex)
finally:
conn.close()
if __name__ == '__main__':
server(9999)
client端：
import socket HOST = 'localhost' # The remote host
PORT = 9999 # The same port as used by the server
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
while True:
msg = bytes(input(">>:"),encoding="utf8")
s.sendall(msg)
data = s.recv(1024)
#print(data) print('Received', repr(data))
s.close()
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