python协程

协程介绍

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。、

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：

1. 必须在只有一个单线程里实现并发
2. 修改共享数据不需加锁
3. 用户程序里自己保存多个控制流的上下文栈
4. 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介绍

#安装
pip3 install gevent

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

简单使用

import gevent
def eat(name):
 print('%s eat 1' %name)
 gevent.sleep(2)
 print('%s eat 2' %name)

def play(name):
 print('%s play 1' %name)
 gevent.sleep(1)
 print('%s play 2' %name)

g1=gevent.spawn(eat,'egon')
g2=gevent.spawn(play,name='egon')
g1.join()
g2.join()
#或者gevent.joinall([g1,g2])
print('主')

上例gevent.sleep(2)模拟的是gevent可以识别的io阻塞,

而time.sleep(2)或其他的阻塞,gevent是不能直接识别的需要用下面一行代码,打补丁,就可以识别了

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

或者我们干脆记忆成：要用gevent，需要将from gevent import monkey;monkey.patch_all()放到文件的开头

Gevent之应用举例一

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
import gevent
import requests
import time

def get_page(url):
 print('GET: %s' %url)
 response=requests.get(url)
 if response.status_code == 200:
 print('%d bytes received from %s' %(len(response.text),url))

start_time=time.time()
gevent.joinall([
 gevent.spawn(get_page,'https://www.python.org/'),
 gevent.spawn(get_page,'https://www.yahoo.com/'),
 gevent.spawn(get_page,'https://github.com/'),
])
stop_time=time.time()
print('run time is %s' %(stop_time-start_time))

Gevent之应用举例二

通过gevent实现单线程下的socket并发（from gevent import monkey;monkey.patch_all()一定要放到导入socket模块之前，否则gevent无法识别socket的阻塞）

服务端

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
from socket import *
import gevent

#如果不想用money.patch_all()打补丁,可以用gevent自带的socket
# from gevent import socket
# s=socket.socket()

def server(server_ip,port):
 s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
 s.bind((server_ip,port))
 s.listen(5)
 while True:
 conn,addr=s.accept()
 gevent.spawn(talk,conn,addr)

def talk(conn,addr):
 try:
 while True:
 res=conn.recv(1024)
 print('client %s:%s msg: %s' %(addr[0],addr[1],res))
 conn.send(res.upper())
 except Exception as e:
 print(e)
 finally:
 conn.close()

if __name__ == '__main__':
 server('127.0.0.1',8080)

客户端

#_*_coding:utf-8_*_



from socket import *

client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1',8080))


while True:
 msg=input('>>: ').strip()
 if not msg:continue

client.send(msg.encode('utf-8'))
 msg=client.recv(1024)
 print(msg.decode('utf-8'))

多线程并发多个客户端

from threading import Thread
from socket import *
import threading

def client(server_ip,port):
 c=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) #套接字对象一定要加到函数内，即局部名称空间内，放在函数外则被所有线程共享，则大家公用一个套接字对象，那么客户端端口永远一样了
 c.connect((server_ip,port))

count=0
 while True:
 c.send(('%s say hello %s' %(threading.current_thread().getName(),count)).encode('utf-8'))
 msg=c.recv(1024)
 print(msg.decode('utf-8'))
 count+=1
if __name__ == '__main__':
 for i in range(500):
 t=Thread(target=client,args=('127.0.0.1',8080))
 t.start()