gevent：异步理论与实战[转]

原创 2018-01-10 大邓 大邓带你玩python

gevent库中使用的最核心的是Greenlet-一种用C写的轻量级python模块。在任意时间，系统只能允许一个Greenlet处于运行状态。那怎么让程序高并发，从而实现程序高效运行呢？

这就是我们常说的异步，在网络请求中，可以用下面的图清晰的看出异步的效率

串行和异步

高并发的核心是让一个大的任务分成一批子任务，并且子任务会被被系统高效率的调度，实现同步或者异步。在两个子任务之间切换，也就是经常说到的上下文切换。

同步就是让子任务串行，而异步有点影分身之术，但在任意时间点，真身只有一个，子任务并不是真正的并行，而是充分利用了碎片化的时间，让程序不要浪费在等待上。这就是异步，效率杠杆的。

gevent中的上下文切换是通过yield实现。在这个例子中，我们会有两个子任务，互相利用对方等待的时间做自己的事情。这里我们使用gevent.sleep(0)代表程序会在这里停0秒。

import gevent

def foo():
    print('Running in foo')
    gevent.sleep(0)
    print('Explicit context switch to foo again')

def bar():
    print('Explicit context to bar')
    gevent.sleep(0)
    print('Implicit context switch back to bar')

gevent.joinall([
    gevent.spawn(foo),
    gevent.spawn(bar),])

我谷歌了一下，spawn的意思是分支，这就很好的跟上面的那个图对应起来，加强记忆。spawn-影分身之术。O(∩_∩)O~，让待运行的任务切分成更小的一批子任务。

下面我们看看运行的顺序：

Running in foo
Explicit context to bar
Explicit context switch to foo again
Implicit context switch back to bar

这里我放一个动图，看看整个大的任务的调度顺序

同步异步的顺序问题

同步运行就是串行，123456...，但是异步的顺序是随机的任意的（根据子任务消耗的时间而定）。

下面我们来看个代码

import gevent
import random

def task(pid):
    """
    Some non-deterministic task
    """
    gevent.sleep(random.randint(0,2)*0.001)
    print('Task %s done' % pid)

#同步（结果更像串行）
def synchronous():
    for i in range(1,10):
        task(i)

#异步（结果更像乱步）
def asynchronous():
    threads = [gevent.spawn(task, i) for i in range(10)]
    gevent.joinall(threads)

print('Synchronous同步:')
synchronous()

print('Asynchronous异步:')
asynchronous()

Synchronous同步:
Task 1 done
Task 2 done
Task 3 done
Task 4 done
Task 5 done
Task 6 done
Task 7 done
Task 8 done
Task 9 done
Asynchronous异步:
Task 1 done
Task 5 done
Task 6 done
Task 2 done
Task 4 done
Task 7 done
Task 8 done
Task 9 done
Task 0 done
Task 3 done

同步案例中所有的任务都是按照顺序执行，这导致主程序是阻塞式的（阻塞会暂停主程序的执行）。

gevent.spawn会对传入的任务（子任务集合）进行进行调度，gevent.joinall方法会阻塞当前程序，除非所有的greenlet都执行完毕，程序才会结束。

实战

gevent之前写过一期，但只是比较效率。这一期我们要实现gevent到底怎么用，怎么把异步访问得到的数据提取出来。

最近做了个英语文本数据处理的任务，先做词频统计，然后对每个词语标注音标和注释。其中标注音标和注释，我没有词典，只能用爬虫的方式访问有道词典，获取想要的数据。

但是常规的for循环，word by word很慢，于是就想到用gevent。

分析url规律

首先抓包分析，打开开发者工具，清空访问记录。在有道词典搜索框输入“hello”按回车。观察数据请求情况 发现有道的url构建很简单。

#url构建只需要传入word即可
url = "http://dict.youdao.com/w/eng/{}/".format(word)

解析网页数据

def fetch_word_info(word):

    url = "http://dict.youdao.com/w/eng/{}/".format(word)
    
    resp = requests.get(url,headers=headers)
    doc = pq(resp.text)
    
    pros = ''
    for pro in doc.items('.baav .pronounce'):
        pros+=pro.text()
    
    
    description = ''
    for li in doc.items('#phrsListTab .trans-container ul li'):
        description +=li.text()
        
    return {'word':word,'音标':pros,'注释':description}
    

同步代码

因为requests库在任何时候只允许有一个访问结束完全结束后，才能进行下一次访问。无法通过正规途径拓展成异步，因此这里使用了monkey补丁

import requests
from pyquery import PyQuery as pq
import gevent
import time
import gevent.monkey
gevent.monkey.patch_all()

words = ['good','bad','cool',
         'hot','nice','better',
         'head','up','down',
         'right','left','east']

def synchronous():
    start = time.time()
    print('同步开始了')
    for word in words:
        print(fetch_word_info(word))
    end = time.time()
    print("同步运行时间： %s 秒" % str(end - start))
    
#执行同步
synchronous()

有道词典网站速度比较慢，基本上半秒解决一个词注释音标问题。那要是3600词就需要半个小时，这速度坑啊！

异步代码

因为requests库在任何时候只允许有一个访问结束完全结束后，才能进行下一次访问。无法通过正规途径拓展成异步，因此这里使用了monkey补丁

import requests
from pyquery import PyQuery as pq
import gevent
import time
import gevent.monkey
gevent.monkey.patch_all()

words = ['good','bad','cool',
         'hot','nice','better',
         'head','up','down',
         'right','left','east']

def asynchronous():
    start = time.time()
    print('异步开始了')
    events = [gevent.spawn(fetch_word_info,word) for word in words]
    wordinfos = gevent.joinall(events)
    for wordinfo in wordinfos:
        #获取到数据get方法
        print(wordinfo.get())
    end = time.time()
    print("异步运行时间： %s 秒"%str(end-start))

#执行异步
asynchronous()

这速度，酸爽啊

速度与激情

6.44s vs 0.82s，让我们重新欣赏一会儿这两个动图

项目下载地址

链接: https://pan.baidu.com/s/1eT5gJrO 密码: wad8