13、协程

一、概念

1. 定义
   • 协程本质上就是一条线程
   • 协程可以把多个任务在一条线程来回切换
   • 利用协程的特性可以把IO操作时的等待时间也利用起来，降低IO时间
2. 切换并规避IO的模块
   • gevent
   • asyncio
3. 进程、线程、协程
   • 进程：数据隔离，数据不安全，开销很大，可以利用多核
     • 由操作系统控制的
   • 线程：数据共享，数据不安全，开销比较小，不能利用多核
     • 线程是CPU层面控制的，有GIL锁，导致数据不安全
   • 协程：数据共享，数据安全，开销最小，不能利用多核
     • 由用户自己控制的，什么时候开始轮转GIL锁

二、协程——gevent模块

1. 协程与线程、进程不同之处

   • 主线程（主进程）会等待所有的子线程（子进程）执行结束才会结束
   • 主线程不会等待协程结束，当主程序结束之后所有的协程自动结束。，可以使用join或者joinall来阻塞主线程等待所有协程执行结束。

2. 例子

   • 要先安装gevent模块

   • from gevent import monkey
     monkey.patch_all()

     这两个语句一定要放在最上面，不然可能出错

   from gevent import monkey 
   monkey.patch_all()
   import time
   import gevent
   
   def func():  #带有IO操作的内容写在func函数中
       print('start func')
       time.sleep(1)
       print('end func')
   li=[]
   for i in range(40):
       g=gevent.spawn(func)  #把func函数交给gevent.spawn执行
       li.append(g)
   gevent.joinall(li)     #制造阻塞，等所有协程执行完毕
   

3. 等待所有的协程支持结束

   • join：阻塞一个

   • joinall：阻塞全部

4. 利用gevent模块，实现socket并发

   • from gevent import monkey
     monkey.patch_all()

     gevent默认识别不到系统级别的IO操作，这两句话作用让gevent识别到所有的IO

   • func函数就是一个协程处理函数

   from gevent import monkey
   monkey.patch_all()
   import gevent
   import socket
   
   def func(conn):
       while True:
           ret=conn.recv(1024).decode('utf-8')
           ret=ret.upper()
           conn.send(ret.encode('utf-8'))
   
   sk=socket.socket()
   sk.bind(('127.0.0.1',9000))
   sk.listen()
   
   #可以一直连接，每次连接之后都交给协程处理
   while True:
       conn,_=sk.accept()
       gevent.spawn(func,conn)
   

   • 检测一个模块是否可以规避掉IO操作

     import socket
     print(socket.socket)
     
     from gevent import monkey
     monkey.patch_all()
     import socket
     print(socket.socket)
     
     #结果如下
     <class 'socket.socket'>
     <class 'gevent._socket3.socket'>
     

     • 两次结果不一样，表示gevent模块可以规避掉该IO操作

三、协程——asyncio模块