流畅的python第十六章协程学习记录

从句法上看，协程与生成器类似，都是定义体中包含 yield 关键字的函数。可是，在协
程中，yield 通常出现在表达式的右边（例如，datum = yield），可以产出值，也可
以不产出——如果 yield 关键字后面没有表达式，那么生成器产出 None。协程可能会从
调用方接收数据，不过调用方把数据提供给协程使用的是 .send(datum) 方法，而不是
next(...) 函数。通常，调用方会把值推送给协程。
yield 关键字甚至还可以不接收或传出数据。不管数据如何流动，yield 都是一种流程控
制工具，使用它可以实现协作式多任务：协程可以把控制器让步给中心调度程序，从而激
活其他的协程。
从根本上把 yield 视作控制流程的方式，这样就好理解协程了。

生成器作为协程使用时的行为和状态
使用装饰器自动预激协程
调用方如何使用生成器对象的 .close() 和 .throw(...) 方法控制协程
协程终止时如何返回值
yield from 新句法的用途和语义
使用案例——使用协程管理仿真系统中的并发活动

协程可以身处四个状态中的一个。当前状态可以使用
inspect.getgeneratorstate(...) 函数确定，该函数会返回下述字符串中的一个。
'GEN_CREATED'
　　等待开始执行。
'GEN_RUNNING'
　　解释器正在执行。

'GEN_SUSPENDED'
　　在 yield 表达式处暂停。
'GEN_CLOSED'
　　执行结束。

因为 send 方法的参数会成为暂停的 yield 表达式的值，所以，仅当协程处于暂停状态时
才能调用 send 方法，例如 my_coro.send(42)。不过，如果协程还没激活（即，状态是
'GEN_CREATED'），情况就不同了。因此，始终要调用 next(my_coro) 激活协程——也
可以调用 my_coro.send(None)，效果一样。

在创建好协程之后，需要调用next激活协程，否则会报错。

最先调用 next(my_coro) 函数这一步通常称为“预激”（prime）协程（即，让协程向前执
行到第一个 yield 表达式，准备好作为活跃的协程使用）。

预激协程的装饰器

由于使用协程之前，必须要激活协程，为了简化协程用法，有时会使用一个预激装饰器

from functools import wraps
def coroutine(func):
"""装饰器：向前执行到第一个`yield`表达式，预激`func`"""
    @wraps(func)
    def primer(*args,**kwargs): ➊
        gen = func(*args,**kwargs) ➋
        next(gen) ➌
        return gen ➍
    return primer

终止协程和异常处理

协程中未处理的异常会向上冒泡，传给 next 函数或 send 方法的调用方（即触发协程的
对象）

终止协程的一种方式：发送某个哨符值，让协程退出。内置的 None 和
Ellipsis 等常量经常用作哨符值。Ellipsis 的优点是，数据流中不太常有这个值。我
还见过有人把 StopIteration 类（类本身，而不是实例，也不抛出）作为哨符值；也就
是说，是像这样使用的：my_coro.send(StopIteration)。

从 Python 2.5 开始，客户代码可以在生成器对象上调用两个方法，显式地把异常发给协
程。
这两个方法是 throw 和 close。
generator.throw(exc_type[, exc_value[, traceback]])
　　致使生成器在暂停的 yield 表达式处抛出指定的异常。如果生成器处理了抛出的异
常，代码会向前执行到下一个 yield 表达式，而产出的值会成为调用 generator.throw
方法得到的返回值。如果生成器没有处理抛出的异常，异常会向上冒泡，传到调用方的上

下文中。

generator.close()
　　致使生成器在暂停的 yield 表达式处抛出 GeneratorExit 异常。如果生成器没有处
理这个异常，或者抛出了 StopIteration 异常（通常是指运行到结尾），调用方不会报
错。如果收到 GeneratorExit 异常，生成器一定不能产出值，否则解释器会抛出
RuntimeError 异常。生成器抛出的其他异常会向上冒泡，传给调用方。

如何使用close和throw

class DemoException(Exception):
"""为这次演示定义的异常类型。"""
def demo_exc_handling():
    print('-> coroutine started')
    while True:
        try:
            x = yield
        except DemoException: ➊
            print('*** DemoException handled. Continuing...')
        else: ➋
            print('-> coroutine received: {!r}'.format(x))
    raise RuntimeError('This line should never run.')

获取协程的返回值虽然要绕个圈子，但这是 PEP 380 定义的方式，当我们意识到这一点之
后就说得通了：yield from 结构会在内部自动捕获 StopIteration 异常。这种处理方
式与 for 循环处理 StopIteration 异常的方式一样：循环机制使用用户易于理解的方式
处理异常。对 yield from 结构来说，解释器不仅会捕获 StopIteration 异常，还会把
value 属性的值变成 yield from 表达式的值。可惜，我们无法在控制台中使用交互的方
式测试这种行为，因为在函数外部使用 yield from（以及 yield）会导致句法出错。

使用yield from

for c in 'ab':
    yield c
等价于
yield from 'ab'

yield from x 表达式对 x 对象所做的第一件事是，调用 iter(x)，从中获取迭代器。因
此，x 可以是任何可迭代的对象。

yield from 的主要功能是打开双向通道，把最外层的调用方与最内层的子生成器连接起
来，这样二者可以直接发送和产出值，还可以直接传入异常，而不用在位于中间的协程中
添加大量处理异常的样板代码。有了这个结构，协程可以通过以前不可能的方式委托职
责。

yield from的意义