python之协程

1. 协程概念

 协程,又称微线程,纤程,英文名Coroutine。
 协程的作用,是在执行函数A时,可以随时中断,去执行函数B,然后中断继续执行函数A(可以自由切换)。
 但这一过程并不是函数调用(没有调用语句),这一整个过程看似像多线程,
 *****然而协程只有一个线程执行*****。

2. 协程优势

- 执行效率极高,因为子程序切换(函数)不是线程切换,由程序自身控制,
没有切换线程的开销。所以与多线程相比,线程的数量越多,协程性能的优势越明显。
- 不需要多线程的锁机制,因为只有一个线程,也不存在同时写变量冲突,在控制共
享资源时也不需要加锁,因此执行效率高很多。

说明:协程可以处理 IO 密集型程序的效率, 但是处理 CPU 密集型不是它的长处,
如要充分发挥 CPU 利用率可以结合多进程 + 协程。

3. 协程的实现方法

方法1：用yield实现

from collections import Iterable


def job():
    for i in range(10):
        # print(i)
        yield  "result: %s" %(i)

# 函数里面包含yield关键字， 调用函数返回的是生成器对象;
# yield工作原理: 如果遇到yield就停止运行， 调用next方法， 从yield停止的地方继续运行;
j = job()
print(next(j))
j.__next__()
print(next(j))

print(isinstance(j, Iterable))
print('------------------')
for i in j:
    print(i)

方法2：用gevent

gevent是第三方库,通过greenlet实现协程,其基本思想:
当一个greenlet遇到IO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。


安装：pip install gevent
Gevent使用说明
monkey:             可以使一些阻塞的模块变得不阻塞,机制:遇到IO操作则自动切换,
                    手动切换可以用gevent.sleep()或者yield;
gevent.sleep(0)     (将爬虫代码换成这个,效果一样可以达到切换上下文)
gevent.spawn        启动协程,参数为函数名称,参数名称
gevent.joinall      等待所有的协程执行结束;
gevent.join()

import threading

from gevent import monkey
import gevent

# 可以使一些阻塞的模块变得不阻塞,x修改python内置的标准库;
monkey.patch_all()


def job(n):
    for i in range(n):
        print(gevent.getcurrent(), i, n)
        print("当前线程数:", threading.active_count())
        gevent.sleep(1)


def main():
    # 创建协程， 分配任务;
    g1 = gevent.spawn(job, 1)
    g2 = gevent.spawn(job, 2)
    g3 = gevent.spawn(job, 3)

    # #
    # g1.join()
    # g2.join()
    # g3.join()
    print("当前线程数:", threading.active_count())
    gevent.joinall([g1, g2, g3])
    print("任务执行结束.....")


if __name__ == '__main__':
    main()

协程与多线程相比的效率

import threading
from urllib.request import urlopen
from urllib.error import HTTPError
import gevent
from gevent import monkey
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor, wait
from mytimeit import timeit

monkey.patch_all()


def get_page_length(url):
    try:
        urlObj = urlopen(url)
    except HTTPError as e:
        print("捕获失败.....")
    else:
        pageContent = urlObj.read()
        # print("%s长度为%d" %(url, len(pageContent)))



# 做实验, 访问本地url, 因为获取网络的url与网速有关(网速不稳定)
urls = ['file:///usr/share/doc/HTML/en-US/index.html', 'file:///usr/share/doc/HTML/en-US/index.html',
        'file:///usr/share/doc/HTML/en-US/index.html', 'file:///usr/share/doc/HTML/en-US/index.html', ] * 3000


@timeit
def use_gevent():
    gevents = [gevent.spawn(get_page_length, url) for url in urls]
    gevent.joinall(gevents)
    print("协程执行结束.....")


@timeit
def use_thread():
    threads = []
    for url in urls:
        t = threading.Thread(target=get_page_length, args=(url,))
        t.start()
        threads.append(t)
    [thread.join() for thread in threads]


if __name__ == '__main__':
    use_thread()
    use_gevent()