协程，异步IO - 爱码网

协程

协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。一句话说明什么是线程：协程是一种用户态的轻量级线程。实现单线程的并发。

协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此：

协程能保留上一次调用时的状态（即所有局部状态的一个特定组合），每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态，换种说法：进入上一次离开时所处逻辑流的位置。

协程的好处：

无需线程上下文切换的开销
无需原子操作锁定及同步的开销（协程本身就是单线程，单线程操作是原子的不需要加锁）
- 　　"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized"，所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch （切换到另一个线程）。原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序是不可以被打乱，或者切割掉只执行部分。视作整体是原子性的核心。
方便切换控制流，简化编程模型
高并发+高扩展性+低成本：一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理。

缺点：

无法利用多核资源：协程的本质是个单线程,它不能同时将单个CPU 的多个核用上,协程需要和进程配合才能运行在多CPU上.当然我们日常所编写的绝大部分应用都没有这个必要，除非是cpu密集型应用。
进行阻塞（Blocking）操作（如IO时）会阻塞掉整个程序

协程如何实现在单线程里面多并发的效果？其核心就是遇到 IO操作就切换，那么怎么知道 IO 操作已完成，自动切换回去呢？回调

协程的实现方式：

yield实现协程

greenlet是一个用C实现的协程模块，相比与python自带的yield，它可以使你在任意函数之间随意切换，而不需把这个函数先声明为generator

Gevent 是一个第三方库，可以轻松通过gevent实现并发同步或异步编程，在gevent中用到的主要模式是Greenlet, 它是以C扩展模块形式接入Python的轻量级协程。 Greenlet全部运行在主程序操作系统进程的内部，但它们被协作式地调度

windows 下安装gevent：

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

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

gevent的使用：

join方法：等待协程执行完在退出，和多线程类似

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执行完毕，否则程序直接退出等不到结果。不加join（） 程序直接退出和多线程类似


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

#执行结果：
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的结果：
cost is 0.003000020980834961...

#遇到IO阻塞时会自动切换任务

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 等待所有的协程都执行完毕后程序在退出或者接着往下走
    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))

#执行结果：
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，如何让协程不退出？

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?")

#执行结果：
#首先等待10s，直接跳过a，输出ok。再次等待10s的过程中得到a的结果。因为没有join，通过循环保证线程不退出从而得到协程的结果

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

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