python协程和线程,python中协程和线程的区别

　　协程

　　在python GIL下，一次只能运行一个线程，所以对于CPU密集型的程序来说，线程间切换的开销就成了拖累，而以I/O为瓶颈的程序正是协成所擅长的：

　　Python中的协同学经历了漫长的发展时期。它经历了以下三个阶段：

　　1.原始发电机变形量/发送量；

　　2.介绍@asyncio.coroutine和Yieldfrom

　　3.在最新的Python3.5版本3.5中引入async/await关键字。

　　(1)从收益率入手。

　　我们来看一个计算斐波那契数列的普通代码。

　　deffibs(n):

　　res=[0]*n

　　指数=0

　　a=0

　　b=1

　　whileindexn:

　　res[index]=b

　　a，b=b，a b

　　指数=1

　　返回者

　　forfib_resinfibs(20):

　　Print(fib_res)如果我们只是需要得到斐波那契数列的第n位，或者只是想基于它生成斐波那契数列，那么上面的传统方法会消耗更多的内存。

　　这时候，收益率就派上用场了。

　　deffib(n):

　　指数=0

　　a=0

　　b=1

　　whileindexn:

　　yieldb

　　a，b=b，a b

　　指数=1

　　forfib _树脂纤维(20):

　　Print(fib_res)当一个函数包含yield语句时，python会自动将其识别为生成器。此时fib(20)并没有真正调用函数体，而是用函数体生成一个生成器对象实例。

　　Yield可以在这里保留fib函数的计算位置，暂停fib的计算并返回b .而fib放入fo。

　　r…in循环中时，每次循环都会调用next(fib(20))，唤醒生成器，执行到下一个yield语句处，直到抛出StopIteration异常。此异常会被for循环捕获，导致跳出循环。

　　(2) Send来了

　　从上面的程序中可以看到，目前只有数据从fib(20)中通过yield流向外面的for循环；如果可以向fib(20)发送数据，那不是就可以在Python中实现协程了嘛。

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　　于是，Python中的生成器有了send函数，yield表达式也拥有了返回值。

　　我们用这个特性，模拟一个慢速斐波那契数列的计算：

importtime
　　importrandom
　　
　　defstupid_fib(n):
　　index=0
　　a=0
　　b=1
　　whileindex<n:
　　sleep_cnt=yieldb
　　print('letmethink{0}secs'.format(sleep_cnt))
　　time.sleep(sleep_cnt)
　　a,b=b,a+b
　　index+=1
　　
　　
　　print('-'*10+'testyieldsend'+'-'*10)
　　N=20
　　sfib=stupid_fib(N)
　　fib_res=next(sfib)
　　whileTrue:
　　print(fib_res)
　　try:
　　fib_res=sfib.send(random.uniform(0,0.5))
　　exceptStopIteration:
　　break

python 进行并发编程

　　在Python 2的时代，高性能的网络编程主要是使用Twisted、Tornado和Gevent这三个库，但是它们的异步代码相互之间既不兼容也不能移植。

　　asyncio是Python 3.4版本引入的标准库，直接内置了对异步IO的支持。

　　asyncio的编程模型就是一个消息循环。我们从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。

　　Python的在3.4中引入了协程的概念，可是这个还是以生成器对象为基础。

　　Python 3.5添加了async和await这两个关键字，分别用来替换asyncio.coroutine和yield from。

　　python3.5则确定了协程的语法。下面将简单介绍asyncio的使用。实现协程的不仅仅是asyncio，tornado和gevent都实现了类似的功能。

　　（1）协程定义

　　用asyncio实现Hello world代码如下：

importasyncio
　　
　　@asyncio.coroutine
　　defhello():
　　print("Helloworld!")
　　#异步调用asyncio.sleep(1):
　　r=yieldfromasyncio.sleep(1)
　　print("Helloagain!")
　　
　　#获取EventLoop:
　　loop=asyncio.get_event_loop()
　　#执行coroutine
　　loop.run_until_complete(hello())
　　loop.close()

@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。 hello()会首先打印出Hello world!，然后，yield from语法可以让我们方便地调用另一个generator。由于asyncio.sleep()也是一个coroutine，所以线程不会等待asyncio.sleep()，而是直接中断并执行下一个消息循环。当asyncio.sleep()返回时，线程就可以从yield from拿到返回值（此处是None），然后接着执行下一行语句。

　　把asyncio.sleep(1)看成是一个耗时1秒的IO操作，在此期间，主线程并未等待，而是去执行EventLoop中其他可以执行的coroutine了，因此可以实现并发执行。

　　我们用Task封装两个coroutine试试：

importthreading
　　importasyncio
　　
　　@asyncio.coroutine
　　defhello():
　　print('Helloworld!(%s)'%threading.currentThread())
　　yieldfromasyncio.sleep(1)
　　print('Helloagain!(%s)'%threading.currentThread())
　　
　　loop=asyncio.get_event_loop()
　　tasks=[hello(),hello()]
　　loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
　　loop.close()

观察执行过程：

Helloworld!(<_MainThread(MainThread,started140735195337472)>)
　　Helloworld!(<_MainThread(MainThread,started140735195337472)>)
　　(暂停约1秒)
　　Helloagain!(<_MainThread(MainThread,started140735195337472)>)
　　Helloagain!(<_MainThread(MainThread,started140735195337472)>)

由打印的当前线程名称可以看出，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。

　　asyncio案例实战

　　我们用asyncio的异步网络连接来获取sina、sohu和163的网站首页：

　　async_wget.py

importasyncio
　　
　　@asyncio.coroutine
　　defwget(host):
　　print('wget%s...'%host)
　　connect=asyncio.open_connection(host,80)
　　reader,writer=yieldfromconnect
　　header='GET/HTTP/1.0\r\nHost:%s\r\n\r\n'%host
　　writer.write(header.encode('utf-8'))
　　yieldfromwriter.drain()
　　whileTrue:
　　line=yieldfromreader.readline()
　　ifline==b'\r\n':
　　break
　　print('%sheader>%s'%(host,line.decode('utf-8').rstrip()))
　　#Ignorethebody,closethesocket
　　writer.close()
　　
　　loop=asyncio.get_event_loop()
　　tasks=[wget(host)forhostin['www.sina.com.cn','www.sohu.com','www.163.com']]
　　loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
　　loop.close()

结果信息如下：

wgetwww.sohu.com...
　　wgetwww.sina.com.cn...
　　wgetwww.163.com...
　　(等待一段时间)
　　(打印出sohu的header)
　　www.sohu.comheader>HTTP/1.1200OK
　　www.sohu.comheader>Content-Type:text/html
　　...
　　(打印出sina的header)
　　www.sina.com.cnheader>HTTP/1.1200OK
　　www.sina.com.cnheader>Date:Wed,20May201504:56:33GMT
　　...
　　(打印出163的header)
　　www.163.comheader>HTTP/1.0302MovedTemporarily
　　www.163.comheader>Server:CdnCacheServerV2.0
　　...

可见3个连接由一个线程通过coroutine并发完成。

　　小结

　　asyncio提供了完善的异步IO支持；

　　异步操作需要在coroutine中通过yield from完成；

　　多个coroutine可以封装成一组Task然后并发执行。

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