1、什么是协程

协程：是单线程下的并发，又称微线程，纤程。

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，即有操作系统控制调度（如单线程遇到i/o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i/o，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（特别注意：非i/o操作的切换与效率无关）

2、使用协程的优缺点

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：

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，最大限度使用cpu

缺点：

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，每个进程内可以开启多个线程，每个线程内可以开启多个协程

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、修改共享数据不需要加锁

3、用户程序里自己保存多个控制流的上下文线

4、一个协程遇到IO操作自动切换到其他携程（如何实现检测IO ？ yield、greenlet都无法实现，就用到了gevent模块(select机制））

3、实现协程的方法

3.1 模块greenlet

from greenlet import greenlet

def eat(name):
    print('%s eat 1' %name)
    g2.switch('egon')
    print('%s eat 2' %name)
    g2.switch()
def play(name):
    print('%s play 1' %name)
    g1.switch()
    print('%s play 2' %name)

g1=greenlet(eat)
g2=g
reenlet(play)

g1.switch('egon')#可以在第一次switch时传入参数，以后都不需要

1、单纯的切换，在没有io的情况下，或者没有重复开辟内存空间的操作，反而会降低程序的执行效率

2、greenlet 只是提供了一种比generator更加便捷的切换方式，当切到一个任务执行时如果遇到io，那就原地阻塞，仍然是没有解决遇到io操作自动切换来提升效率的问题

3、多任务常会既有计算操作，又有阻塞操作，我们完全可以在执行任务1时遇到阻塞，就利用阻塞的时间去执行任务2......，如此，才能提高效率，模块gevent可以实现它

3.2 模块gevent

3.2.1 介绍

gevent是一个第三方库，可以轻松的实现并发同步或异步编程，在gevevt中用到的主要模式时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

3.2.2 使用方法

使用方法：

g1=gevent.spawn(func,1,,2,3,x=4,y=5)
'''
1、创建一个协程对象g1
2、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主动切换：

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')

补丁

'''
gevent可以识别的io阻塞
不能识别time.sleep()或其他的阻塞
使用补丁：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'''
from gevent import monkey;monkey.patch_all()

import gevent
import time
def eat():
    print('eat food 1')
    time.sleep(2)
    print('eat food 2')

def play():
    print('play 1')
    time.sleep(1)
    print('play 2')

g1=gevent.spawn(eat)
g2=gevent.spawn(play)
gevent.joinall([g1,g2])
print('主')

3.2.3 同步与异步

from gevent import spawn,joinall,monkey;monkey.patch_all()

import time
def task(pid):
    """
    Some non-deterministic task
    """
    time.sleep(0.5)
    print('Task %s done' % pid)


def synchronous():  # 同步
    for i in range(10):
        task(i)

def asynchronous(): # 异步
    g_l=[spawn(task,i) for i in range(10)]
    joinall(g_l)
    print('DONE')
    
if __name__ == '__main__':
    print('Synchronous:')
    synchronous()
    print('Asynchronous:')
    asynchronous()
#  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。
#  初始化的greenlet列表存放在数组threads中，此数组被传给gevent.joinall 函数，
#  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。

3.2.4 应用举例

1、单线程下socket并发

# server.py
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)

# client.py
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'))

2、多线程并发多个客户端

# client.py
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()

来源：https://www.cnblogs.com/WM2019/p/11793930.html

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