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。實現單線程的並發。

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：

• 無需線程上下文切換的開銷
• 無需原子操作鎖定及同步的開銷（協程本身就是單線程，單線程操作是原子的不需要加鎖）
  • 　　"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized"，所謂原子操作是指不會被線程調度機制打斷的操作；這種操作一旦開始，就一直運行到結束，中間不會有任何 context switch （切換到另一個線程）。原子操作可以是一個步驟，也可以是多個操作步驟，但是其順序是不可以被打亂，或者切割掉只執行部分。視作整體是原子性的核心。
• 方便切換控制流，簡化編程模型
• 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

協程如何實現在單線程裏面多並發的效果？ 其核心就是遇到 IO操作就切換，那麽怎麽知道 IO 操作已完成，自動切換回去呢？

協程的實現方式：

yield實現協程

greenlet是一個用C實現的協程模塊，相比與python自帶的yield，它可以使你在任意函數之間隨意切換，而不需把這個函數先聲明為generator

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

windows 下安裝gevent：

https://pypi.python.org/pypi/greenlet/0.4.12 下載greenlet，gevent

pip3 install greenlet-0.4.12-cp35-cp35m-win_amd64.whl

gevent的使用：

join方法：等待協程執行完在退出，和多線程類似

from gevent import monkey
import time

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))

start_time_1 = time.time()

i = ‘http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html‘
a= gevent.spawn(f,i)
a.join()    #等待gevent執行完畢，否則程序直接退出等不到結果。不加join（） 程序直接退出和多線程類似


print("cost is %s..." % str(time.time() - start_time_1))

#執行結果：
GET: http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html
92210 bytes received from http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html.
cost is 9.593548774719238...

#不加join的結果：
cost is 0.003000020980834961...

from gevent import monkey
import time

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))

start_time = time.time()
gevent.joinall([                                   #gevent.joinall 等待所有的協程都執行完畢後程序在退出
    gevent.spawn(f, ‘http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html‘),
    gevent.spawn(f, ‘https://github.com/‘),
])

print("cost is %s..." % str(time.time() - start_time))

#執行結果：
GET: http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html
GET: https://github.com/
51594 bytes received from https://github.com/.
92210 bytes received from http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html.
cost is 9.431539297103882...

不加join方法，如何讓協程不退出？

from gevent import monkey
import time

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


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


i = ‘http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html‘

while True:
    time.sleep(10)
    a = gevent.spawn(g, i)
    print("ok?")

#執行結果：
#首先等待10s，直接跳過a，輸出ok。再次等待10s的過程中得到a的結果。因為沒有join，通過循環保證線程不退出從而得到協程的結果

ok?
GET: http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html
92210 bytes received from http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html.
ok?
GET: http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5248247.html

協程，異步IO