協程

協程，又稱微線程，纖程。英文名Coroutine。一句話說明什麽是線程：協程是一種用戶態的輕量級線程。

協程擁有自己的寄存器上下文和棧。協程調度切換時，將寄存器上下文和棧保存到其他地方，在切回來的時候，恢復先前保存的寄存器上下文和棧。因此：

協程能保留上一次調用時的狀態（即所有局部狀態的一個特定組合），每次過程重入時，就相當於進入上一次調用的狀態，換種說法：進入上一次離開時所處邏輯流的位置。

協程的好處：

1.無需線程上下文切換的開銷
2.無需原子操作鎖定及同步的開銷
3.方便切換控制流，簡化編程模型
4.高並發+高擴展性+低成本：一個CPU支持上萬的協程都不是問題。所以很適合用於高並發處理。

缺點：

無法利用多核資源：協程的本質是個單線程,它不能同時將 單個CPU 的多個核用上,協程需要和進程配合才能運行在多CPU上.當然我們日常所編寫的絕大部分應用都沒有這個必要，除非是cpu密集型應用。
進行阻塞（Blocking）操作（如IO時）會阻塞掉整個程序

Greenlet

from greenlet import greenlet

def test1():
print(1)
gr2.switch()
print(4)
gr2.switch()
def test2():
print(2)
gr3.switch()
print(5)
gr3.switch()
def test3():
print(3)
gr1.switch()
print(6)
gr1 = greenlet(test1)
gr2 = greenlet(test2)
gr3 = greenlet(test3)
gr1.switch()


Gevent

Gevent 是一個第三方庫，可以輕松通過gevent實現並發同步或異步編程，在gevent中用到的主要模式是Greenlet, 它是以C擴展模塊形式接入Python的輕量級協程。 Greenlet全部運行在主程序操作系統進程的內部，但它們被協作式地調度。

import gevent

def test1():
print(1)
gevent.sleep(2)
print(4)
def test2():
print(2)
gevent.sleep(1)
print(5)
def test3():
print(3)
gevent.sleep(0)
print(6)
gevent.joinall([
gevent.spawn(test1),
gevent.spawn(test2),
gevent.spawn(test3),
])

同步與異步的性能區別

import gevent

def task(pid):
"""
Some non-deterministic task
"""
gevent.sleep(0.5)
print(‘Task %s done‘ % pid)

def synchronous():
for i in range(1,10):
task(i)

def asynchronous():
threads = [gevent.spawn(task, i) for i in range(10)]
gevent.joinall(threads)

print(‘Synchronous:‘)
synchronous()

print(‘Asynchronous:‘)
asynchronous()

上面程序的重要部分是將task函數封裝到Greenlet內部線程的gevent.spawn。 初始化的greenlet列表存放在數組threads中，此數組被傳給gevent.joinall 函數，後者阻塞當前流程，並執行所有給定的greenlet。執行流程只會在 所有greenlet執行完後才會繼續向下走。

遇到IO阻塞時會自動切換任務

from gevent import monkey; monkey.patch_all()
import gevent
from urllib.request import urlopen

def f(url):
print(‘GET: %s‘ % url)
resp = urlopen(url)
data = resp.read()
print(‘%d bytes received from %s.‘ % (len(data), url))

gevent.joinall([
gevent.spawn(f, ‘https://www.python.org/‘),
gevent.spawn(f, ‘https://www.yahoo.com/‘),
gevent.spawn(f, ‘https://github.com/‘),
])

通過gevent實現單線程下的多socket並發

server side

import sys
import socket
import time
import gevent

from gevent import socket,monkey
monkey.patch_all()

def server(port):
s = socket.socket()
s.bind((‘0.0.0.0‘, port))
s.listen(500)
while True:
cli, addr = s.accept()
gevent.spawn(handle_request, cli)

def handle_request(conn):
try:
while True:
data = conn.recv(1024)
print("recv:", data)
conn.send(data)
if not data:
conn.shutdown(socket.SHUT_WR)

except Exception as ex:
print(ex)
finally:
conn.close()
if __name__ == ‘__main__‘:
server(8001)

client side

import socket

HOST = ‘localhost‘ # The remote host
PORT = 8001 # The same port as used by the server
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
while True:
msg = bytes(input(">>:"),encoding="utf8")
s.sendall(msg)
data = s.recv(1024)
#print(data)

print(‘Received‘, repr(data))
s.close()

python 協程學習