python协程面试题(一)

本文介绍了Python协程的概念,并给出了一道面试题:如何利用协程在输入a,b,c,d四个整数后,高效地计算并打印(a+b)*(c+d)的结果,其中a+b的计算涉及1秒的IO操作。作者提供了详细的解答。

题目

使用协程的概念,达到以下目的, 输入a,b,c,d四个整数,打印(a+b)*(c+d)的值。假设a+b的过程是耗时1秒IO操作。

笔者的解答

"""
使用协程的概念,达到以下目的, 输入a,b,c,d四个整数,打印(a+b)*(c+d)的值
"""
import asyncio, os
from threading import current_thread


# 定义负责计算两个数字的和的协程
async def sum(a, b):
    print("【%s-%s】coroutine start to do: %s + %s" % (os.getpid(), current_thread().getName(), a, b))
    await asyncio.sleep(1) # 模拟耗时1秒的IO操作,自动切换协程
    r = int(a) + int(b)
    print("【%s-%s】coroutine end for : %s + %s,  result is %s" % (os
### 什么是协程,它与线程有什么区别? 协程种轻量级的线程,也被称为用户态线程。它由程序自身控制调度,不需要操作系统进行上下文切换,因此切换开销极小。 与线程的区别如下: - **调度方式**:线程由操作系统内核进行调度,而协程由程序自身控制调度。 - **资源开销**:线程的创建和销毁需要操作系统内核的参与,开销较大;协程的创建和销毁由程序自身控制,开销较小。 - **并发性能**:线程在多核处理器上可以实现真正的并行执行,而协程在同时间只能在个线程中执行,但是可以通过切换协程实现并发。 ### 如何在 Python 中实现协程? 在 Python 中,可以使用 `asyncio` 库来实现协程。以下是个简单的示例: ```python import asyncio async def hello(): print("Hello") await asyncio.sleep(1) print("World") async def main(): await asyncio.gather(hello(), hello()) asyncio.run(main()) ``` 在上述代码中,`async def` 用于定义个异步函数,`await` 用于暂停协程的执行,直到等待的异步操作完成。`asyncio.gather` 用于并发运行多个协程。 ### 什么是异步 I/O,它与协程有什么关系? 异步 I/O 是种 I/O 操作模式,在这种模式下,当进行 I/O 操作时,程序不会阻塞,而是可以继续执行其他任务。当 I/O 操作完成后,会通过回调或其他方式通知程序。 协程与异步 I/O 密切相关,协程可以很好地与异步 I/O 结合使用。在异步 I/O 操作中,协程可以在 I/O 操作等待时让出控制权,去执行其他协程,从而提高程序的并发性能。 ### 协程的应用场景有哪些? 协程适用于 I/O 密集型任务,例如网络爬虫、异步文件读写、数据库查询等。在这些场景中,程序大部分时间都在等待 I/O 操作完成,使用协程可以在等待期间执行其他任务,提高程序的并发性能。 ### 协程可能会遇到哪些问题,如何解决? - **协程泄漏**:如果协程没有正确结束,会导致资源泄漏。可以使用 `asyncio` 提供的 `asyncio.gather` 或 `asyncio.wait` 来确保协程都能正常结束。 - **异常处理**:协程中的异常需要正确处理,否则可能会导致程序崩溃。可以使用 `try-except` 语句来捕获和处理协程中的异常。
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