协程:是单线程下的并发,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,即协程是由用户程序自己控制调度的。
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需要强调的是:

1. python的线程属于内核级别的,即由操作系统控制调度(如单线程遇到io或执行时间过长就会被迫交出cpu执行权限,切换其他线程运行)
#2. 单线程内开启协程,一旦遇到io,就会从应用程序级别(而非操作系统)控制切换,以此来提升效率(!!!非io操作的切换与效率无关)
对比操作系统控制线程的切换,用户在单线程内控制协程的切换

优点如下:

1. 协程的切换开销更小,属于程序级别的切换,操作系统完全感知不到,因而更加轻量级
#2. 单线程内就可以实现并发的效果,最大限度地利用cpu
缺点如下:

1. 协程的本质是单线程下,无法利用多核,可以是一个程序开启多个进程,每个进程内开启多个线程,每个线程内开启协程
#2. 协程指的是单个线程,因而一旦协程出现阻塞,将会阻塞整个线程
总结协程特点:

必须在只有一个单线程里实现并发
修改共享数据不需加锁
用户程序里自己保存多个控制流的上下文栈
附加:一个协程遇到IO操作自动切换到其它协程(如何实现检测IO,yield、greenlet都无法实现,就用到了gevent模块(select机制))

Gevent模块

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。

用法:
g1=gevent.spawn(func,1,,2,3,x=4,y=5)创建一个协程对象g1,spawn括号内第一个参数是函数名,如eat,后面可以有多个参数,可以是位置实参或关键字实参,都是传给函数eat的
g2=gevent.spawn(func2)
g1.join() #等待g1结束
g2.join() #等待g2结束
#或者上述两步合作一步:gevent.joinall([g1,g2])
g1.value#拿到func1的返回值

遇到IO换行

  1. import gevent
  2. def eat(name):
  3. print('%s eat 1' %name)
  4. gevent.sleep(2)
  5. print('%s eat 2' %name)
  6. def play(name):
  7. print('%s play 1' %name)
  8. gevent.sleep(1)
  9. print('%s play 2' %name)
  10. g1=gevent.spawn(eat,'egon')
  11. g2=gevent.spawn(play,name='egon')
  12. g1.join()
  13. g2.join()
  14. #或者gevent.joinall([g1,g2])
  15. print('主')

from gevent import monkey;monkey.patch_all()必须放到被打补丁者的前面,如time,socket模块之前
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Gevent-同步与异步

  1. from gevent import spawn,joinall,monkey;monkey.patch_all()
  2. import time
  3. def task(pid):
  4. """
  5. Some non-deterministic task
  6. """
  7. time.sleep(0.5)
  8. print('Task %s done' % pid)
  9. def synchronous(): # 同步
  10. for i in range(10):
  11. task(i)
  12. def asynchronous(): # 异步
  13. g_l=[spawn(task,i) for i in range(10)]
  14. joinall(g_l)
  15. print('DONE')
  16. if __name__ == '__main__':
  17. print('Synchronous:')
  18. synchronous()
  19. print('Asynchronous:')
  20. asynchronous()
  21. # 上面程序的重要部分是将task函数封装到Greenlet内部线程的gevent.spawn。
  22. # 初始化的greenlet列表存放在数组threads中,此数组被传给gevent.joinall 函数,
  23. # 后者阻塞当前流程,并执行所有给定的greenlet任务。执行流程只会在 所有greenlet执行完后才会继续向下走。

gevent实现单线程下的socket并发

server端

  1. from gevent import monkey;monkey.patch_all()
  2. from socket import *
  3. import gevent
  4. #如果不想用money.patch_all()打补丁,可以用gevent自带的socket
  5. # from gevent import socket
  6. # s=socket.socket()
  7. def server(server_ip,port):
  8. s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
  9. s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
  10. s.bind((server_ip,port))
  11. s.listen(5)
  12. while True:
  13. conn,addr=s.accept()
  14. gevent.spawn(talk,conn,addr)
  15. def talk(conn,addr):
  16. try:
  17. while True:
  18. res=conn.recv(1024)
  19. print('client %s:%s msg: %s' %(addr[0],addr[1],res))
  20. conn.send(res.upper())
  21. except Exception as e:
  22. print(e)
  23. finally:
  24. conn.close()
  25. if __name__ == '__main__':
  26. server('127.0.0.1',8080)

client端

  1. from socket import *
  2. client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
  3. client.connect(('127.0.0.1',8080))
  4. while True:
  5. msg=input('>>: ').strip()
  6. if not msg:continue
  7. client.send(msg.encode('utf-8'))
  8. msg=client.recv(1024)
  9. print(msg.decode('utf-8'))