多任务之协程

协程

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协程的概念

协程，又称微线程，纤程,也称为用户级线程，在不开辟线程的基础上完成多任务，也就是在单线程的情况下完成多任务，多个任务按照一定顺序交替执行 通俗理解只要在def里面只看到一个yield关键字表示就是协程

协程也是实现多任务的一种方式

greentlet的介绍

为了更好使用协程来完成多任务，python中的greenlet模块对其封装，从而使得切换任务变的更加简单

使用如下命令安装greenlet模块:

pip3 install greenlet

import time
import greenlet


# 任务1
def work1():
    for i in range(5):
        print("work1...")
        time.sleep(0.2)
        # 切换到协程2里面执行对应的任务
        g2.switch()


# 任务2
def work2():
    for i in range(5):
        print("work2...")
        time.sleep(0.2)
        # 切换到第一个协程执行对应的任务
        g1.switch()


if __name__ == '__main__':
    # 创建协程指定对应的任务
    g1 = greenlet.greenlet(work1)
    g2 = greenlet.greenlet(work2)

    # 切换到第一个协程执行对应的任务
    g1.switch()

运行效果：

work1...
work2...
work1...
work2...
work1...
work2...
work1...
work2...
work1...
work2...

gevent 介绍

greenlet已经实现了协程，但是这个还要人工切换，这里介绍一个比greenlet更强大而且能够自动切换任务的第三方库，那就是gevent。

gevent内部封装的greenlet，其原理是当一个greenlet遇到IO(指的是input output 输入输出，比如网络、文件操作等)操作时，比如访问网络，就自动切换到其他的greenlet，等到IO操作完成，再在适当的时候切换回来继续执行。

由于IO操作非常耗时，经常使程序处于等待状态，有了gevent为我们自动切换协程，就保证总有greenlet在运行，而不是等待IO

import gevent

def work(n):
    for i in range(n):
        # 获取当前协程
        print(gevent.getcurrent(), i)
        #用来模拟一个耗时操作，注意不是time模块中的sleep
        gevent.sleep(1)

g1 = gevent.spawn(work, 5)
g2 = gevent.spawn(work, 5)
g3 = gevent.spawn(work, 5)
g1.join()
g2.join()
g3.join()

运行结果：

<Greenlet at 0x7fa70ffa1c30: f(5)> 0
<Greenlet at 0x7fa70ffa1870: f(5)> 0
<Greenlet at 0x7fa70ffa1eb0: f(5)> 0
<Greenlet at 0x7fa70ffa1c30: f(5)> 1
<Greenlet at 0x7fa70ffa1870: f(5)> 1
<Greenlet at 0x7fa70ffa1eb0: f(5)> 1
<Greenlet at 0x7fa70ffa1c30: f(5)> 2
<Greenlet at 0x7fa70ffa1870: f(5)> 2
<Greenlet at 0x7fa70ffa1eb0: f(5)> 2
<Greenlet at 0x7fa70ffa1c30: f(5)> 3
<Greenlet at 0x7fa70ffa1870: f(5)> 3
<Greenlet at 0x7fa70ffa1eb0: f(5)> 3
<Greenlet at 0x7fa70ffa1c30: f(5)> 4
<Greenlet at 0x7fa70ffa1870: f(5)> 4
<Greenlet at 0x7fa70ffa1eb0: f(5)> 4

注意：

当前程序是一个死循环并且还能有耗时操作，就不需要加上join方法了,因为程序需要一直运行不会退出

import gevent
import time
from gevent import monkey

# 打补丁，让gevent框架识别耗时操作，比如：time.sleep，网络请求延时
monkey.patch_all()


# 任务1
def work1(num):
    for i in range(num):
        print("work1....")
        time.sleep(0.2)
        # gevent.sleep(0.2)

# 任务1
def work2(num):
    for i in range(num):
        print("work2....")
        time.sleep(0.2)
        # gevent.sleep(0.2)



if __name__ == '__main__':
    # 创建协程指定对应的任务
    g1 = gevent.spawn(work1, 3)
    g2 = gevent.spawn(work2, 3)

    while True:
        print("主线程中执行")
        time.sleep(0.5)

执行结果：

主线程中执行
work1....
work2....
work1....
work2....
work1....
work2....
主线程中执行
主线程中执行
主线程中执行
..省略..

进程 线程 协程对比

进程 线程 协程关系

• 一个进程至少有一个线程，进程里面可以有多个线程
• 一个线程里面可以有多个协程

进程 线程 协程对比

• 进程是资源分配的单位
• 线程是操作系统调度的单位
• 进程切换需要的资源最大，效率很低
• 线程切换需要的资源一般，效率一般（当然了在不考虑GIL的情况下）
• 协程切换任务资源很小，效率高
• 多进程、多线程根据cpu核数不一样可能是并行的，但是协程是在一个线程中 所以是并发

总结：

进程、线程、协程都是可以完成多任务的，可以根据自己实际开发的需要选择使用
由于线程、协程需要的资源很少，所以使用线程和协程的几率最大
开辟协程需要的资源最少