python3之路基础-协成

协程

协程，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。

协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此：协程能保留上一次调用时的状态（即所有局部状态的一个特定组合），每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态，换种说法：进入上一次离开时所处逻辑流的位置。

协程的好处：

无需线程上下文切换的开销
无需原子操作锁定及同步的开销
　　“原子操作(atomic operation)是不需要synchronized”，所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch （切换到另一个线程）。原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序是不可以被打乱，或者切割掉只执行部分。视作整体是原子性的核心。
方便切换控制流，简化编程模型
高并发+高扩展性+低成本：一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理。

缺点：
无法利用多核资源：协程的本质是个单线程,它不能同时将单个CPU 的多个核用上,协程需要和进程配合才能运行在多CPU上.当然我们日常所编写的绝大部分应用都没有这个必要，除非是cpu密集型应用。
进行阻塞（Blocking）操作（如IO时）会阻塞掉整个程序

使用yield实现协程操作例子:

__author__ = 'GPF'
# 功能
def consumer(name):print("--->starting eating apple...")while True:apple = yieldprint("[%s] is eating apple %s" % (name, apple))# time.sleep(1)def producer():r = con.__next__()r = con2.__next__()n = 0while n < 5:n += 1con.send(n)con2.send(n)print("\033[32;1m[producer]\033[0m is making apple %s" % n)if __name__ == '__main__':con = consumer("gpf")con2 = consumer("lzb")p = producer()

看楼上的例子，yield实现的到底算不算一个真正的协程，那得看协程的一个定义标准。协程一个标准定义，即符合什么条件就能称之为协程：

必须在只有一个单线程里实现并发
修改共享数据不需加锁
用户程序里自己保存多个控制流的上下文栈
一个协程遇到IO操作自动切换到其它协程

基于上面这4点定义，我们刚才用yield实现的程并不能算是合格的线程，因为它有一点功能没实现，哪一点呢？

Greenlet
greenlet是一个用C实现的协程模块，相比与python自带的yield，它可以使你在任意函数之间随意切换，而不需把这个函数先声明为generator

__author__ = 'GPF'
# 功能
from greenlet import greenletdef demo():print("1")g2.switch()print("3")g2.switch()def demo2():print("2")g.switch()print("4")g = greenlet(demo)
g2 = greenlet(demo2)g.switch()

感觉确实用着比generator还简单了呢，但好像还没有解决一个问题，就是遇到IO操作，自动切换，对不对？

Gevent
Gevent 是一个第三方库，可以轻松通过gevent实现并发同步或异步编程，在gevent中用到的主要模式是Greenlet, 它是以C扩展模块形式接入Python的轻量级协程。 Greenlet全部运行在主程序操作系统进程的内部，但它们被协作式地调度。

__author__ = 'GPF'
# 功能
import geventdef demo():print(1)gevent.sleep(2)print(6)def demo2():print(2)gevent.sleep(1)print(5)def demo3():print(3)gevent.sleep(0)print(4)if __name__ == "__main__":gevent.joinall([gevent.spawn(demo),gevent.spawn(demo2),gevent.spawn(demo3),])
## 输出
#1
#2
#3
#4
#5
#6

这里边gevent.sleep(2)可以作为模拟的io请求。
举一个例子，在实际应用中我们可以在爬虫中使用协程。

__author__ = 'GPF'
# 功能
from gevent import monkey;  # 因为gevent无法识别urllib下的网络io,所以需要使用monkey 来给io做上标记import gevent, time
from  urllib.request import urlopenmonkey.patch_all()  ## 把当前所有程序的io给我单独做上标记def demo(url):print("Get:%s" % url, "is readlying")resp = urlopen(url)data = resp.read()print("url size:", len(data))if __name__ == "__main__":startTime = time.time()gevent.joinall([gevent.spawn(demo, "https://blog.csdn.net/weixin_43947279/article/details/86679333"),gevent.spawn(demo, "https://blog.csdn.net/weixin_43947279/article/details/86512450"),gevent.spawn(demo, "https://blog.csdn.net/weixin_43947279/article/details/86481875"),gevent.spawn(demo, "https://blog.csdn.net/weixin_43947279/article/details/86356373"),gevent.spawn(demo, "https://blog.csdn.net/weixin_43947279/article/details/85853467"),])print("speen:", time.time() - startTime, "s")

这样一来，我们可以做更多的应用，比如之前我们通过多线程来实现过socketServer。接下来我们使用协程来实现多线程的效果

服务端

import gevent
import socket
from gevent import monkey
monkey.patch_all()def server(port):host = "localhost"servers = socket.socket()servers.bind((host, port))servers.listen(200)while True:cli, adr = servers.accept()gevent.spawn(handl, cli)def handl(conn):try:while True:data = conn.recv(1024)print("server recv:", data)conn.send(data.upper())if not data:conn.shutdow(socket.SHUT_WR)except Exception as e:print(e)finally:conn.close()if __name__ == '__main__':server(8001)

客户端

__author__ = 'GPF'
import socketHOST = 'localhost'  # The remote host
PORT = 8001  # The same port as used by the server
# client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client = socket.socket()
client.connect((HOST, PORT))
while True:msg = bytes(input(">>:"), encoding="utf8")if not msg: continueclient.sendall(msg)data = client.recv(1024)# print(data)print('Received', data)client.close()

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