python进程和线程（六）

协程

协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。顾名思义，协程是协作式的，也就是非抢占式的程序（线程是抢占式的）。协程的关键字是yield，一看到这个就想到了生成器对不对？那就顺便回顾一下生成器的知识点，只要叫什么器的，那肯定就是函数形式，生成器也是函数，只不过多了一个yield在函数中：

def foo():
    print('ok')
    yield

foo()

猜一下foo()执行我的结果是什么？结果是什么都不会打印，为什么呢？打印foo()是什么看一下：

# -*- coding: utf-8 -*-

def foo():
    print('ok')
    yield

gen = foo()
print(gen)

>>><generator object foo at 0x000001AE31BCA318>

原来foo()是一个生成器函数，只能通过next放方法执行了。

# -*- coding: utf-8 -*-

def foo():
    print('ok')
    yield

gen = foo()
# print(gen)
gen.__next__()
>>>ok

这样才能打印出ok来。那除了__next__()方法，我们知道还有两种方法可以执行生成器函数：

deffoo():print('ok')yieldprint('ok2')yield6#yield也可以返回内容，返回的内容给了调用他的那一步,相当于returngen=foo()next(gen)s=gen.__next__()print(s)#next()#只有两个yield，再执行这一步就会报错了>>>ok>>>ok2>>>6

next()

deffoo():print('ok')s=yield6print(s)print('ok2')yieldgen=foo()print(next(gen))gen.send('创给yield的值')#send也可以执行一次生成器，还可以传值给yield>>>ok>>>6>>>创给yield的值>>>ok2

send()

简单的生产者消费者模型

为什么说yield是协程的关键字呢？因为协程是用户态的切换，就是说用户想什么时候切换就什么时候切换（这里的用户就是编程者），而yield刚好可以控制这一点。

协程的两个优点：

优点1: 协程极高的执行效率。因为子程序切换不是线程切换，而是由程序自身控制，因此，没有线程切换的开销，和多线程比，线程数量越多，协程的性能优势就越明显。

优点2: 不需要多线程的锁机制，因为只有一个线程，也不存在同时写变量冲突，在协程中控制共享资源不加锁，只需要判断状态就好了，所以执行效率比多线程高很多。

因为协程是一个线程执行，那怎么利用多核CPU呢？最简单的方法是多进程+协程，既充分利用多核，又充分发挥协程的高效率，可获得极高的性能。

这里看不懂上面两个优点没关系，看下面的例子就能更好的理解了：

1.yield方式简单实现协程

这里将吃包子的人增加一个，看看yield怎么实现：

import time

def customer(name):
    print('等包子。。。')
    while True:
        baozi = yield
        print('%s拿到了包子%s'%(name,baozi))

def producer(c1,c2):
    c1.__next__()
    c2.__next__()
    n = 0
    while True:
        time.sleep(1)   #做包子需要一点时间
        c1.send(n)
        c2.send(n+1)
        n += 2

if __name__ == '__main__':
    c1 = customer('xiao')
    c2 = customer('bai')
    producer(c1,c2)

2.Greenlet方式

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

from greenlet import greenlet

def test1():
    print(1111)
    gr2.switch()
    print(2222)
    gr2.switch()

def test2():
    print(3333)
    gr1.switch()
    print(4444)

gr1 = greenlet(test1)
gr2 = greenlet(test2)
gr1.switch()

没有安装这个库的话，需要安装一下，然后看打印的结果，是不是可以控制随时切换啦，很神奇。

1111
3333
2222
4444

3.Gevent方式

同样， 没有安装的话需要安装一下

import gevent
import requests,time
start=time.time()
def f(url):
    print('GET: %s' % url)
    resp =requests.get(url)
    data = resp.text
    print('%d bytes received from %s.' % (len(data), url))

# f('https://www.python.org/')
# f('https://www.baidu.com/')
# f('https://www.sina.com.cn/')
# f("http://www.xiaohuar.com/hua/")

gevent.joinall([
        gevent.spawn(f, 'https://www.python.org/'),
        gevent.spawn(f, 'https://www.baidu.com/'),
        gevent.spawn(f, 'https://www.sina.com.cn/'),
        gevent.spawn(f, 'http://www.xiaohuar.com/hua/'),
])

print("cost time:",time.time()-start)

大家可以比较一下使用协程和直接按顺序执行有没有提升效率。

到了这里，协程的基础知识也说完了，还有很多专门开发关于协程的库，因为协程很有作用，这里的例子很简单，但是这里面门道很深的。进程和线程的内容，都是死的，但是协程可以灵活运用，需要不断的去研究创新的。