协程在手，说走就走

什么是协程

先介绍–生产者-消费者模式

解释如下

生产者消费者模式并不是GOF提出的23种设计模式之一，23种设计模式都是建立在面向对象的基础之上的，但其实面向过程的编程中也有很多高效的编程模式，生产者消费者模式便是其中之一，它是我们编程过程中最常用的一种设计模式。
在实际的软件开发过程中，经常会碰到如下场景：某个模块负责产生数据，这些数据由另一个模块来负责处理（此处的模块是广义的，可以是类、函数、线程、进程等）。产生数据的模块，就形象地称为生产者；而处理数据的模块，就称为消费者。

传统的生产者-消费者模型是一个线程写消息，一个线程取消息，通过锁机制控制队列和等待，但一不小心就可能死锁。

如果改用协程，生产者生产消息后，直接通过yield跳转到消费者开始执行，待消费者执行完毕后，切换回生产者继续生产，效率极高

def consumer():# 消费者r = ''while True:n = yield r # 将r发送出去if not n:returnprint('[CONSUMER] Consuming %s...' % n)r = '200 OK'def produce(c):# 生产者c.send(None) # 启动消费者生成器（虽说叫消费者，但它是生成器），一开始会收到消费者发回来的空字符串n = 0while n < 5:n = n + 1print('[PRODUCER] Producing %s...' % n)r = c.send(n)print('[PRODUCER] Consumer return: %s' % r)c.close()c = consumer() # 类似于iter(range(10)),即
produce(c) # 开始生产

它的输出是这样的

[PRODUCER] Producing 1...
[CONSUMER] Consuming 1...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
[PRODUCER] Producing 2...
[CONSUMER] Consuming 2...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
[PRODUCER] Producing 3...
[CONSUMER] Consuming 3...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
[PRODUCER] Producing 4...
[CONSUMER] Consuming 4...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
[PRODUCER] Producing 5...
[CONSUMER] Consuming 5...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK

生产者每生成一个数，消费者接收到并返回接受状态，细看代码，也就用到了个yield和send，但这正是python实现协程的核心。

首先分析一下代码的执行

生产者首先c.send(None)，启动消费者生成器，一旦启动生成器，消费者那边的yield将r发送到消费者这边，是个空的字符串。

一旦消费者yield，程序就跑到生产者这边了，消费者就暂停执行，也就是说n = yield r只执行了yield r,n都没有赋值的。

然后消费者这边开始执行while循环，n自增，然后就执行r=send(n)，这边的send是带参数的，这个参数会发送到消费者那边，给上次的n进行赋值，也就是说生产者通过send将消费者从暂停状态激活了。

那么消费者的n赋值为1后，就继续执行消费者的程序了，打印并且将r进行赋值，然后又到了yield r，这就将重新赋值的r又发送给了生产者的r。

。。。

就这样一直迭代着，生产者给生产n，消费者发给生产者r。

看懂了吗？这到底说了个啥？为什么要这样干？都把人绕晕了…

消费者反而是个生成器，真有意思。

这个模型的核心在于利用yield实现了函数间的中断，也就是协程的核心。

把上面两个函数看成是两个普通函数，也就是说一个两个函数能够随时中断去执行另外一个函数，这就很神奇了。

定义协程

python提供了async去定义一个协程函数，await进行中断挂起去执行其他协程。

import asyncio
import timeasync def main():print('hello')await asyncio.sleep(1)print('world')start = time.time()
asyncio.run(main())
print(f'cost time: {time.time() - start}')

输出

hello
[暂停了一秒]
world
cost time: 1.0051383972167969

定义一个协程就是这么简单，可是这也看不出协程的优点啊，一毫秒的时间也没有节省，那是因为这只有一个协程，也不用切换到其他协程。

那么使用多个协程看一下效果

import asyncio
import timeasync def main():print('hello')await asyncio.sleep(1)print('world')start = time.time()
asyncio.run(asyncio.wait([main(), main()]))
print(f'cost time: {time.time() - start}')

这里使用了两个协程，看一下效果

hello
hello
world
world
cost time: 1.0056376457214355

时间几乎一样，如果不用协程，执行函数肯定最少要2s，但现在只要1s，极大缩短了运行时间。

那么协程和多线程哪个更快呢？有人做了实验进行了对比爬虫协程比线程爬取速度更快？ - 北风之神0509 - 博客园 (cnblogs.com)

应用

协程应用比较多的还是IO操作，包括网络IO,文件操作IO，将所有IO操作都进行await，这样可以极大缩短运行时间。

写代码的时候建议多进程和协程结合使用。

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