协程--Python

协程

首先要了解两个概念

1. 上下文

   在每个任务运行前，CPU都需要知道任务从哪里加载，又是从哪里开始运 行，也就是说，需要系统事先帮他设置好CPU寄存器和程序计数器(Program Counter,PC)

   CPU寄存器，是CPU内置的容量小、但速度极快的内存。程序计数器，则是用来存储CPU正在执行的指令的位置，或者即将执行的下一条指令的位置。他们都是CPU在运行任何任务前，必须依赖的环境，因此也被叫做CPU上下文。

   知道了什么是CPU上下文，也就很容易理解CPU上下文切换。CPU上下文切换，就是先把前一个任务的CPU上下文(也就是CPU寄存器和程序计数器)保存起来，然后加载新任务的上下文，到这些寄存器和程序计数器，最后再跳转到程序计数器所指的新位置，运行新任务

2. IO操作

   网络io： 获取或者上传网络数据(下载或者上传)

   磁盘io ： 读取写入文件

   io操作比较耗时，如果程序io设计不好，非常影响性能

了解了上面两个概念 然后引入协程

• 协程 又称 微线程，纤程

• 协程的实际概念

  协程是python中实现多任务的一种方式，是比线程跟小的执行单元，
  因为它自带CPU上下文，会在合适的时机，把一个协程切换到另一个协程，所以它是有一个执行单元，并且这个过程中保存或恢复ＣPU上下文的程序还是可以运行。

  这个合适的时机很重要由开发者自己确定

• 下面我们使用简单的方式实现协程

  import time
  
  def test1():
  	while True:
  		print("text1")
  		yield
  		# 一个耗时操作 合适的时机
  		time.sleep(0.5)
  def test2():
  	while True:
  		print("text2")
  		yield
  		# 一个耗时操作 合适的时机
  		time.sleep(0.5)
  
  t1 = test1()
  t2 = test2()
  while True:
  	next(t1)
  	next(t2)
  
  

  应该很容易看出这个运行结果， 如果不知道yield，可以先去去了解一下生成器这个概念。

  这个就是协程的简单实现，然而我们日常用的一般是已经封装好的

• gevent
  除了gevent还有一个greenlet也实现了协程,但是他还是需要人工切换。
  gevent是一个可以自行切换任务的模块，它的原理是当一个程序遇到IO操作时，会切换协程，保证别的程序还能运行，而不是等待IO，从而浪费了等待的时间。

  简单实现

  import gevent
  
  
  def test1(n):
      for i in range(n):
          print('test1----', i)
  		# 模拟一个耗时操作 必须用gevent的sleep(1)
          gevent.sleep(1)
  
  
  t1 = gevent.spawn(test1, 5)
  t2 = gevent.spawn(test1, 5)
  t3 = gevent.spawn(test1, 5)
  
  t1.join()
  t2.join()
  t3.join()
  # 下面方式与上面相同
  #gevent.joinall([
  #	gevent.spawn(test1, 5),
  #	gevent.spawn(test1, 5),
  #	gevent.spawn(test1, 5)
  #])
  
  
  
  

  运行结果
  
  具体运行效果建应自行尝试

一般情况下，为了避免阻塞自动切换协程,程序启动时要执行 monkey.patch_all()解决

import time

import gevent
from gevent import monkey

monkey.patch_all()


def test1(n):
    for i in range(n):
        print('test1----', i)
		# 因为 执行了 monkey.path_all() 所以当使用time来模拟耗时时也开始实现
        time.sleep(1)


gevent.joinall([
    gevent.spawn(test1, 5),
    gevent.spawn(test1, 5),
    gevent.spawn(test1, 5)
]
)

协程的大致情况就是如此，接下来我会在写一个用协程实现的并发下载器