Day 42 协程. IO 并发

一、什么是协程?

是单线程下的并发，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，即协程是由用户程序自己控制调度的。

协程相比于线程切换效率更快了.

本质是线程

能够在多个任务之间切换来节省一些IO时间.

协程中任务之间的切换时间开销要远远小于进程线程之间的切换.

真正的协程模块就是使用greenlet完成切换的.

进程和协程的任务切换由操作系统完成.

协程任务之间的切换由程序完成.

 协程任务之间的切换由程序代码完成 ， 只有遇到协程模块能识别的io操作的时候程序才会进行任务切换，实现并发的效果。

协程： 

能够在一个线程中实现并发效果的概念.

能够规避一些任务中的IO操作.

在任务的执行过程中，检测到IO就切换到其他任务.

在两个任务之间来回切换数据（简单的协程的概念）

# import time
# def consumer():
#     while True:
#         x = yield
#         time.sleep(1)
#         print('处理了数据 :',x)
#
# def producer():
#     c = consumer()#生成一个生成器对象

# next(c) #每次next返回一个值
# for i in range(10): 
# time.sleep(1) 
# print('生产了数据 :',i) 
# c.send(i) 
# producer()

输出结果：虽然实现了切换，但是没有节约IO时间.

D:\PycharmProjects\test\venv\Scripts\python.exe D:/parcharm/42.py
生产了数据 : 0
处理了数据 : 0
生产了数据 : 1
处理了数据 : 1
生产了数据 : 2
处理了数据 : 2
生产了数据 : 3
处理了数据 : 3
生产了数据 : 4
处理了数据 : 4
生产了数据 : 5
处理了数据 : 5
生产了数据 : 6
处理了数据 : 6
生产了数据 : 7
处理了数据 : 7
生产了数据 : 8
处理了数据 : 8
生产了数据 : 9
处理了数据 : 9

二 、安装 gevent和greenlet

查看安装状态

 真正的协程模块就是使用greenlet完成的切换

from greenlet import  greenlet
def eat():
    print("吃开始")
    g2.switch()
    print("吃完了")
    g2.switch()
def play():
    print("开始玩")
    g1.switch()
    print('玩完了')
g1 =greenlet(eat)
g2 =greenlet(play)
g1.switch()

　　打印结果：

D:\PycharmProjects\test\venv\Scripts\python.exe D:/parcharm/44.py
吃开始
开始玩
吃完了
玩完了

　　

协程能够在一个线程中实现并发效果的概念。

　　能够规避一些任务中的IO操作

　　在任务的执行过程中，检测到IO就切换到其他的任务.

三、爬虫的例子（正则有基础.）

请求过程中的IO等待

import requests #需要pip安装的。
from urllib.request import urlopen#内置的模块
url='http://www.baidu.com'
res1 =urlopen(url)
res2 = requests.get(url)
print(res1)
print(res2)

print(res1.read().decode('utf-8'))# 有格式的
print(res2.content.decode('utf-8'))#无格式的。

　　

爬虫 （结果是一起显示出来的。）

gevent 用在爬虫和socket的编程中会用的到.

gevent是python的一个并发框架,以微线程greenlet为核心，使用了epoll事件监听机制以及诸多其他优化而变得高效.而且其中有个monkey类,

将现有基于Python线程直接转化为greenlet(类似于打patch).他和线程框架性能比高大概4倍(看下图,是gevent和paste的对比):

from gevent import  monkey;monkey.patch_all()
import gevent
from urllib.request import urlopen
def get_url(url):
    response = urlopen(url)
    content = response.read().decode('utf-8')
    return len(content)

g1 =gevent.spawn(get_url,'http://www.baidu.com')
g2 =gevent.spawn(get_url,'http://www.sohu.com')
g3 =gevent.spawn(get_url,'http://www.hao123.com')
g4 =gevent.spawn(get_url,'http://www.cnblog.com')
g5 =gevent.spawn(get_url,'http://www.cnblog.com')
gevent.joinall([g1,g2,g3,g4,g5])
print(g1.value)
print(g2.value)
print(g3.value)
print(g4.value)
print(g5.value)

　　打印结果

D:\PycharmProjects\test\venv\Scripts\python.exe D:/parcharm/44.py
114439
185037
523375
1887
1887

协程实现socket的案例

协程间的切换是代码级别的，

线程间切换时操作系统级别的。

　Server端

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
import socket
import gevent
def talk(conn):
    conn.send(b'hello')
    print(conn.recv(1024).decode('utf-8'))
    conn.close()

sk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1',8080))
sk.listen()
while True:
    conn,addr = sk.accept()
    gevent.spawn(talk,conn)
sk.close()

　　client端

import socket
sk = socket.socket()
sk.connect(('127.0.0.1',8080))
print(sk.recv(1024))
msg = input('>>>').encode('utf-8')
sk.send(msg)
sk.close()

　　

四 IO模型.

blocking IO 阻塞IO

nonblocking IO 非阻塞IO

IO multiplexing  IO 多路复用

asynchronous IO 异步 IO

Blocking IO 阻塞IO

同步：同步提交一个任务之后要等待这个任务执行完毕.

异步只管提交任务，