协程,又称为'微线程'。英文名Coroutine。
协程的特点:一个线程执行
协程的优势:
1、执行效率高
因为协程切换不是线程切换,而是由程序自身控制,因此,没有线程切换的开销,和多线程比,线程数量越多,协程的性能优势就越明显。
2、不需要多线程的锁机制
因为只有一个线程,也不存在同时写变量冲突,在协程中控制共享资源不加锁,只需要判断状态就好了,所以执行效率比多线程高很多。
因为协程是一个线程执行,那怎么利用多核CPU呢?最简单的方法是多进程+协程,既充分利用多核,又充分发挥协程的高效率,可获得极高的性能。
Python对协程的支持是通过generator实现的。
在generator中,我们不但可以通过for循环来迭代,还可以不断调用next()函数获取由yield语句返回的下一个值。
但是Python的yield不但可以返回一个值,它还可以接收调用者发出的参数。
注意,在一个生成器函数未启动之前,是不能传递值进去。也就是说在使用c.send(n)之前,必须先使用c.send(None)或者next(c)来返回生成器的第一个值。
defnum():
a= yield 1
whileTrue:print(a)
a = yield ac=num()
r=c.send(None)print( r) #1
print(c.send(5)) #5
#执行过程 说明:
"""首先使用 c.send(None),返回生成器的第一个值,a = yield 1 ,也就是1(但此时,并未执行赋值语句),然后生成器暂停,等待下一次启动.
接着我们使用了c.send(5),再次启动生成器,并同时传入了一个参数5,再次启动生成的时候,从上次yield语句断掉的地方开始执行,即 a 的赋值语句,
由于我们传入了一个参数5,所以a被赋值为5,接着程序进入whlie循环,当程序执行到 a = yield a,
同理,先返回生成器的值 5,下次启动生成器的时候,再执行赋值语句,以此类推..."""
异步IO:asyncio
1、asyncio 是python3.4引入的标准库,直接内置了对异步IO的支持。2、异步操作需要在coroutine中通过yield from完成;3、多个coroutine可以封装成一组Task然后并发执行。
asyncio 的编程模式就是一个消息循环。从asyncio模块中直接获取一个EventLoop的引用,然后把需要执行的协程扔到EventLoop中执行,就实现了异步IO。
(使用@asyncio.coroutine 把一个generator标记为coroutine 类型,然后,我们就把这个coroutine扔到EventLoop中执行。)
1、简单的异步IO案例:
importasyncio
@asyncio.coroutinedefhello():print('hello world...')
r= yield from asyncio.sleep(1)print('Over...')#通过asyncio 获取EventLoop
loop =asyncio.get_event_loop()#执行协程
loop.run_until_complete(hello())
loop.close()
2、并发任务访问
importthreadingimportasyncio
@asyncio.coroutinedefhello():print('Hello world! (%s)' %threading.currentThread())yield from asyncio.sleep(1)print('Hello again! (%s)' %threading.currentThread())
loop=asyncio.get_event_loop()
tasks=[hello(), hello()]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
loop.close()
输出:
Hello world! (<_mainthread started>)
Hello world! (<_mainthread started>)
Hello again! (<_mainthread started>)
Hello again! (<_mainthread started>)
从结果可以看出,两个coroutine是由同一个线程并发执行的。
如果把asyncio.sleep()换成真正的IO操作,则多个coroutine就可以由一个线程并发执行。
async/await
用asyncio提供的@asyncio.coroutine可以把一个generator标记为coroutine类型,然后在coroutine内部用yield from调用另一个coroutine实现异步操作。
为了简化并更好地标识异步IO,从Python 3.5开始引入了新的语法async和await,可以让coroutine的代码更简洁易读。
请注意,async和await是针对coroutine的新语法,要使用新的语法,只需要做两步简单的替换:
把@asyncio.coroutine替换为async;
把yield from替换为await。