1.並發的本質：切換+保存狀態

　　cpu正在運行一個任務，會在兩種情況下切走去執行其他的任務（切換由操作系統強制控制）
　　　　1.該任務發生了阻塞
　　　　2.該任務計算的時間過長或有一個優先級更高的程序替代了它

　　第二種情況並不能提升效率，只是為了讓cpu能夠雨露均沾，實現看起來所有任務都被“同時”執行的效果，如果多個任務都是純計算的，這種切換反而會降低效率。
　　yield本身就是一種在單線程下可以保存任務運行狀態的方法：
　　1 yield可以保存狀態，yield的狀態保存與操作系統的保存線程狀態很像，但是yield是代碼級別控制的，更輕量級
　　2 send可以把一個函數的結果傳給另外一個函數，以此實現單線程內程序之間的切換
　　單純地切換反而會降低運行效率:

 1 #串行執行
 2 import time
 3 def consumer(res):
 4     # 任務1:接收數據,處理數據
 5     pass
 6 
 7 def producer():
 8     #任務2:生產數據
 9     res=[]
10     for i in range(10000000):
11         res.append(i)
12     return res
13 
14 start=time.time()
15 res=producer()
16 consumer(res) #寫成consumer(producer())會降低執行效率
17 stop=time.time()
 
18 print(stop-start) #1.29567289352417
19 
20 
21 #基於yield並發執行
22 import time
23 def consumer():
24     #任務1:接收數據,處理數據
25     while True:
26         x=yield
27 
28 def producer():
29     # 任務2:生產數據
30     g=consumer()
31     next(g)
32     for i in range(10000000):
33         g.send(i)
34 
35 start=time.time()
 
36 #基於yield保存狀態,實現兩個任務直接來回切換,即並發的效果
37 #PS:如果每個任務中都加上打印,那麽明顯地看到兩個任務的打印是你一次我一次,即並發執行的.
38 producer()
39 stop=time.time()
40 print(stop-start) #1.3700881004333496

　　第一種情況的切換。在任務一遇到io情況下，切到任務二去執行，這樣就可以利用任務一阻塞的時間完成任務二的計算，效率的提升就在於此。yield並不能實現遇到io切換。

 1 import time
 2 def consumer():
 3     # 任務1:接收數據,處理數據
 4     while True:
 5         x=yield
 6 
 7 def producer():
 8     # 任務2:生產數據
 9     g=consumer()
10     next(g)
11     for i in range(10000000):
12         g.send(i)
13         time.sleep(2)
14 
15 start=time.time()
16 producer() #並發執行,但是任務producer遇到io就會阻塞住,並不會切到該線程內的其他任務去執行
17 
18 stop=time.time()
19 print(stop-start)

　　2.協程的概念

　　　　單線程下，不可避免程序中出現io操作，但如果能在程序中（即用戶程序級別，而非操作系統級別）控制單線程下的多個任務
　　　　能在一個任務遇到io阻塞時就切換到另外一個任務去計算，這樣就保證了該線程能夠最大限度地處於就緒態，即隨時都可以被cpu執行的狀態，
　　　　相當於我們在用戶程序級別將自己的io操作最大限度地隱藏起來，從而可以迷惑操作系統，讓其看到：該線程好像是一直在計算，io比較少，
　　　　從而更多的將cpu的執行權限分配給我們的線程。

　　　　協程的本質就是在單線程下，由用戶自己控制一個任務遇到io阻塞了就切換另外一個任務去執行，以此來提升效率。
　　　　為了實現它，我們需要找尋一種可以同時滿足以下條件的解決方案：
　　　　　　1. 可以控制多個任務之間的切換，切換之前將任務的狀態保存下來，以便重新運行時，可以基於暫停的位置繼續執行。
　　　　　　2. 作為1的補充：可以檢測io操作，在遇到io操作的情況下才發生切換

　　　　協程:是單線程下的並發，又稱微線程，纖程。協程是一種用戶態的輕量級線程，即協程是由用戶程序自己控制調度的。
　　　　　　1. python的線程屬於內核級別的，即由操作系統控制調度（如單線程遇到io或執行時間過長就會被迫交出cpu執行權限，切換其他線程運行）
　　　　　　2. 單線程內開啟協程，一旦遇到io，就會從應用程序級別（而非操作系統）控制切換，以此來提升效率（！！！非io操作的切換與效率無關）
　　　　對比操作系統控制線程的切換，用戶在單線程內控制協程的切換:
　　　　優點:
　　　　　　1. 協程的切換開銷更小，屬於程序級別的切換，操作系統完全感知不到，因而更加輕量級
　　　　　　2. 單線程內就可以實現並發的效果，最大限度地利用cpu
　　　　缺點：
　　　　　　1. 協程的本質是單線程下，無法利用多核，可以是一個程序開啟多個進程，每個進程內開啟多個線程，每個線程內開啟協程
　　　　　　2. 協程指的是單個線程，因而一旦協程出現阻塞，將會阻塞整個線程
　　　　總結協程特點：
　　　　　　必須在只有一個單線程裏實現並發
　　　　　　修改共享數據不需加鎖
　　　　　　用戶程序裏自己保存多個控制流的上下文棧
　　　　　　附加：一個協程遇到IO操作自動切換到其它協程（如何實現檢測IO，yield、greenlet都無法實現，就用到了gevent模塊（select機制））

　　3.greenlet模塊

　　　　單純的切換（在沒有io的情況下或者沒有重復開辟內存空間的操作），反而會降低程序的執行速度，
　　　　greenlet只是提供了一種比generator更便捷的切換方式，當切到一個任務執行時如果遇到io，那就原地阻塞，仍沒解決遇到IO自動切換來提升效率的問題。

 1 from greenlet import greenlet
 2 
 3 
 4 def sayhi(name):
 5     print("%s say hi 1" % name)
 6     g2.switch("xg")
 7     print("%s say hi 2" % name)
 8     g2.switch("xg")
 9 
10 
11 def sayhello(name):
12     print("%s say hello 1" % name)
13     g1.switch()
14     print("%s say hello 2" % name)
15 
16 
17 g1 = greenlet(sayhi)
18 g2 = greenlet(sayhello)
19 g1.switch("miller")

　　4.Gevent模塊

　　　　Gevent 是第三方庫，可通過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。
　　　　用法：
　　　　g1=gevent.spawn(func,1,,2,3,x=4,y=5)創建一個協程對象g1，spawn括號內第一個參數是函數名，後面跟參數
　　　　g2=gevent.spawn(func2)
　　　　g1.join() #等待g1結束
　　　　g2.join() #等待g2結束
　　　　或者上述兩步合作一步：gevent.joinall([g1,g2])
　　　　g1.value#拿到func1的返回值

 1 import gevent
 2 
 3 def sayhi(name):
 4     print("%s say hi 1" % name)
 5     gevent.sleep(3)  # gevent 只會在遇到自己的這個sleep方法時才會切換任務，time.sleep不會
 6     print("%s say hi 2" % name)
 7 
 8 
 9 def sayhello(name):
10     print("%s say hello 1" % name)
11     gevent.sleep(5)
12     print("%s say hello 2" % name)
13 
14 
15 g1 = gevent.spawn(sayhi, "miller")
16 g2 = gevent.spawn(sayhello, "xg")
17 g1.join() 
18 g2.join()
19 print("all over!")

　　　　上例gevent.sleep(2)模擬的是gevent可以識別的io阻塞,
　　　　而time.sleep(2)或其他的阻塞,gevent是不能直接識別的需要用下面一行代碼,打補丁,就可以識別了
　　　　from gevent import monkey;monkey.patch_all()必須放到被打補丁者的前面，如time，socket模塊之前
　　　　或者我們幹脆記憶成：要用gevent，需要將from gevent import monkey;monkey.patch_all()放到文件的開頭

 1 from gevent import monkey;monkey.patch_all()
 2 import gevent, time
 3 
 4 def sayhi(name):
 5     print("%s say hi 1" % name)
 6     time.sleep(3)
 7     print("%s say hi 2" % name)
 8 
 9 
10 def sayhello(name):
11     print("%s say hello 1" % name)
12     time.sleep(5)
13     print("%s say hello 2" % name)
14 
15 
16 g1 = gevent.spawn(sayhi, "miller")
17 g2 = gevent.spawn(sayhello, "xg")
18 g1.join()
19 g2.join()
20 print("all over!")

　　5.協程實現的套接字服務端

 1 # 通過gevent實現單線程下的socket並發（from gevent import monkey;monkey.patch_all()
 2 # 一定要放到導入socket模塊之前，否則gevent無法識別socket的阻塞）
 3 from gevent import monkey;monkey.patch_all()
 4 import socket, gevent
 5 #如果不想用money.patch_all()打補丁,可以用gevent自帶的socket
 6 # from gevent import socket
 7 # s=socket.socket()
 8 
 9 
10 def rec_data(conn):
11     while True:
12         try:
13             res = conn.recv(1024)
14             if not res:break
15             res = res.upper()
16             conn.send(res)
17         except Exception as e:
18             print(e)
19         finally:
20             conn.close()
21 
22 
23 def start():
24     server = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM)
25     server.bind(("127.0.0.1", 8089))
26     server.listen(1000)
27     print("starting...")
28     while True:
29         conn, addr = server.accept()
30         print(addr)
31         gevent.spawn(rec_data, conn)
32     server.close()
33 
34 
35 if __name__ == "__main__":
36     g = gevent.spawn(start)
37     g.join()

Python3 從零單排29_協程