协程与异步IO

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了协程与异步IO相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

参考技术A 协程,又称微线程,纤程。英文名 Coroutine 。Python对协程的支持是通过 generator 实现的。在generator中,我们不但可以通过for循环来迭代,还可以不断调用 next()函数 获取由 yield 语句返回的下一个值。但是Python的yield不但可以返回一个值,它还可以接收调用者发出的参数。yield其实是终端当前的函数,返回给调用方。python3中使用yield来实现range,节省内存,提高性能,懒加载的模式。

asyncio是Python 3.4 版本引入的 标准库 ,直接内置了对异步IO的支持。

从Python 3.5 开始引入了新的语法 async 和 await ,用来简化yield的语法:

import asyncio

import threading

async def compute(x, y):

    print("Compute %s + %s ..." % (x, y))

    print(threading.current_thread().name)

    await asyncio.sleep(x + y)

    return x + y

async def print_sum(x, y):

    result = await compute(x, y)

    print("%s + %s = %s" % (x, y, result))

    print(threading.current_thread().name)

if __name__ == "__main__":

    loop = asyncio.get_event_loop()

    tasks = [print_sum(1, 2), print_sum(3, 4)]

    loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

    loop.close()

线程是内核进行抢占式的调度的,这样就确保了每个线程都有执行的机会。而 coroutine 运行在同一个线程中,由语言的运行时中的 EventLoop(事件循环) 来进行调度。和大多数语言一样,在 Python 中,协程的调度是非抢占式的,也就是说一个协程必须主动让出执行机会,其他协程才有机会运行。

让出执行的关键字就是 await。也就是说一个协程如果阻塞了,持续不让出 CPU,那么整个线程就卡住了,没有任何并发。

PS: 作为服务端,event loop最核心的就是IO多路复用技术,所有来自客户端的请求都由IO多路复用函数来处理;作为客户端,event loop的核心在于利用Future对象延迟执行,并使用send函数激发协程,挂起,等待服务端处理完成返回后再调用CallBack函数继续下面的流程

Go语言的协程是 语言本身特性 ,erlang和golang都是采用了CSP(Communicating Sequential Processes)模式(Python中的协程是eventloop模型),但是erlang是基于进程的消息通信,go是基于goroutine和channel的通信。

Python和Go都引入了消息调度系统模型,来避免锁的影响和进程/线程开销大的问题。

协程从本质上来说是一种用户态的线程,不需要系统来执行抢占式调度,而是在语言层面实现线程的调度 。因为协程 不再使用共享内存/数据 ,而是使用 通信 来共享内存/锁,因为在一个超级大系统里具有无数的锁,共享变量等等会使得整个系统变得无比的臃肿,而通过消息机制来交流,可以使得每个并发的单元都成为一个独立的个体,拥有自己的变量,单元之间变量并不共享,对于单元的输入输出只有消息。开发者只需要关心在一个并发单元的输入与输出的影响,而不需要再考虑类似于修改共享内存/数据对其它程序的影响。

以上是关于协程与异步IO的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Python开发Part 12:协程与IO操作模式

2020-08-20:GO语言中的协程与Python中的协程的区别?

-2-协程与异步

Tornado异步之-协程与回调

python协程与异步I/O

「理解C++20协程原理」从Linux线程线程与异步编程协程与异步