初识进程 线程 协程：协程

Posted 2021-03-11 xiaoqichaoren

协程：(又称微线程，也是交替运行)

进程-->线程-->协程

协程就是充分利用cpu给该线程的时间，多个协程只使用一个线程，某个任务遇到阻塞，执行下一个任务。
如果一个线程只执行一个任务，比较容易进入阻塞队列，如果这条线程永远在工作（协程：一个线程执行多个任务），永远不会进入阻塞队列。

适用场景：
    当程序中存在大量不需要CPU的操作时（IO）

特点：

　　每次都能从上次暂停的位置继续执行

三种实现方式：

 

1.yield（生成器）

生成器：一边计算一边循环的机制

 

def a():
    ......  # 只会执行一次
    while True:
        ......
        yield
        ......
next(a())   # 只执行一次循环，到yield返回
next(a())   # 从yield之后执行
......

 

2.greenlet

可以按照一定的顺序执行多个任务，但是顺序是人为规定的

def a():
    while True:
        ......
        B.switch()
        ......
def b():
    while True:
        ......
        C.switch()
        ......
def c():
    while True:
        ......
        A.switch()
        ......
if __name__ == ‘__main__‘:
    A = greenlet(a)
    B = greenlet(b)
    C = greenlet(c)
    A.switch()  # 可以自动按一定顺序执行（无间断执行），但是需要手动将代码编写好

在greenlet中关于switch的官方解释是  Switch execution to this greenlet.

也就是可以视为开始执行（start）

3.gevent

任务是同时开始的，执行顺序取决于任务的阻塞程度（非阻塞任务优于阻塞任务）

monkey.patch_all()  # 猴子补丁，与gevent搭配使用，当一个任务发生阻塞时，立即执行别的任务，若不加猴子补丁会一直等待任务完成，失去了协程的意义
def a():
    while True:
        ......
        sleep()     # 代表的是任务阻塞，比如：网络延迟等
def b():
    while True:
        ......
        sleep()
def c():
    while True:
        ......
        sleep()
if __name__ == ‘__main__‘:
    A = gevent.spawn(a)
    B = gevent.spawn(b)
    C = gevent.spawn(c)
    gevent.joinall([A, B, C])   # 当某一任务发生阻塞，立即切换别的任务

gevent与猴子补丁（monkey.patch_all()）要一起使用：

　　当一个任务发生阻塞时，立即执行别的任务，若不加猴子补丁会一直等待某一任务完成，失去了协程的意义

 

ps：greenlet和gevent中任务的动作可以一样也可以不一样

关于yield

可以暂停循环，下一次进入循环时，可以从暂停的位置继续执行

def foo():
    print(‘starting...‘)
    while True:
        res = yield 4   # yield两个功能：1.返回某值，与return类似   2.执行next时从yield之后开始而不是从函数头开始，直到再次循环到yield
        print(‘res:‘, res)


g = foo()
print(next(g))  # 一次返回一个结果而不是一次性返回所有结果
print(‘*‘*20)
print(next(g))  # 可以按需求返回某些结果，节省了内存

‘‘‘
运行结果：
starting...
4
********************
res: None
4
‘‘‘

1.程序开始执行以后，因为foo函数中有yield关键字，所以foo函数并不会真的执行，而是先得到一个生成器g(相当于一个对象)

2.直到调用next方法，foo函数正式开始执行，先执行foo函数中的print方法，然后进入while循环

3.程序遇到yield关键字，然后把yield想想成return,return了一个4之后，本次循环停止，并没有执行赋值给res操作，
    此时next(g)语句执行完成，所以输出的前两行:第一个是while上面的print的结果,第二个是return出的结果(是执行print(next(g))的结果，)

4.程序执行print("*"*20)，输出20个*

5.又开始执行下面的print(next(g)),这个时候和上面那个差不多，不过不同的是，这个时候是从刚才那个next程序停止的地方开始执行的，
    也就是要执行res的赋值操作，这时候要注意，这个时候赋值操作的右边是没有值的（因为刚才那个是return出去了，并没有给赋值操作的左边传参数），
    所以这个时候res赋值是None,所以接着下面的输出就是res:None,

6.程序会继续在while里执行，又一次碰到yield,这个时候同样return 出4，然后程序停止，print函数输出的4就是这次return出的4.

print(g.send(‘哈哈‘))     # send函数：将值赋给需要赋值的变量，（如：res）
print(‘over‘)

‘‘‘
运行结果：

res: 哈哈
4
over

‘‘‘

7.程序执行g.send(‘哈哈‘)，程序会从yield关键字那一行继续向下运行，send会把 哈哈 这个值赋值给res变量

8.由于send方法中包含next()方法，所以程序会继续向下运行执行print方法，然后再次进入while循环

9.程序执行再次遇到yield关键字，yield会返回后面的值后，程序再次暂停，直到再次调用next方法或send方法。

示例：

 

# 生成1-10的数字
def foo(num):
    print("numbers:1-9")
    while num < 10:
        num += 1
        yield num

for n in foo(0):
    print(n)

 for n in range(1, 11): 这种方法在range(100)时，默认生成一个长度为10的list，太占用内存
 for n in foo(0): 而用生成器生成10个数时，只是一个生成器对象foo(0)，内存占用不大

　　foo(0)：0是一个初始值，经过生成器可以返回1-10的数字。初始值是任意的，比如：6，则生成器返回的值为7-17