網路程式設計之協程

協程，又稱微執行緒，纖程。英文名coroutine。一句話說明什麼是執行緒：協程是一種使用者態的輕量級執行緒。

協程擁有自己的暫存器上下文和棧。協程排程切換時，將暫存器上下文和棧儲存到其他地方，在切回來的時候，恢復先前儲存的暫存器上下文和棧。因此：協程能保留上一次呼叫時的狀態（即所有區域性狀態的乙個特定組合），每次過程重入時，就相當於進入上一次呼叫的狀態，換種說法：進入上一次離開時所處邏輯流的位置。

優點：

方便切換控制流，簡化程式設計模型

高併發+高擴充套件性+低成本：乙個cpu支援上萬的協程都不是問題。

缺點：

符合什麼條件就能稱之為協程：

必須在只有乙個單執行緒裡實現併發

修改共享資料不需加鎖

使用者程式裡自己儲存多個控制流的上下文棧

乙個協程遇到io操作自動切換到其它協程

greenlet是乙個用c實現的協程模組，相比與python自帶的yield，它可以使你在任意函式之間隨意切換，而不需把這個函式先宣告為generator

from greenlet import greenlet
deftest1()
:print(12
) gr2.switch(
)print(34
) gr2.switch(
)def
test2()
:print(56
) gr1.switch(
)print(78
) gr1.switch(
)gr1 = greenlet(test1)
# 生成乙個協程
gr2 = greenlet(test2)
gr1.switch(
)# 輸出結果：
1256
3478

gevent 是乙個第三方庫，可以輕鬆通過gevent實現併發同步或非同步程式設計，在gevent中用到的主要模式是greenlet, 它是以c擴充套件模組形式接入python的輕量級協程。 greenlet全部執行在主程式作業系統程序的內部，但它們被協作式地排程。

2.1 協程間自動切換

import gevent
deffoo()
:print
('runnig foo'
) gevent.sleep(2)
print
('explicit running in foo again'
)def
bar():
print
('running bar'
) gevent.sleep(1)
print
('explicit running in bar again'
)def
fun():
print
('running fun'
) gevent.sleep(0)
# gevent.sleep()觸發切換
print
('explicit running in fun again'
)gevent.joinall(
[ gevent.spawn(foo)
, gevent.spawn(bar)
, gevent.spawn(fun),]
)# 列表形式，產生3個協程，實現協程之間自動切換
# 輸出：
runnig foo
running bar
running fun
explicit running in fun again
explicit running in bar again
explicit running in foo again

2.2 同步與非同步的效能區別

非同步遇到io阻塞時會自動切換任務

from urllib import request
import gevent,time
from gevent import monkey
monkey.patch_all(
)# 預設urllib無法與gevent協同，需要打個補丁，將當前程式所有i/o操作打標記
deffun
(url)
:print
('get: %s'
% url)
req = request.urlopen(url)
data = req.read(
)print
('%d bytes receied from %s.'%(
len(data)
, url)
)urls =
['',''
,'']time_start = time.time(
)for url in urls:
fun(url)
print
('同步cost'
, time.time(
)- time_start)
async_time_start = time.time(
)gevent.joinall(
[ gevent.spawn(fun,
''),
gevent.spawn(fun,
''),
gevent.spawn(fun,
''),
])print
("非同步cost"
,time.time(
)- async_time_start)

2.3 實現單執行緒下的多socket併發

server端

import socket
import gevent
from gevent import monkey
monkey.patch_all(
)def
server
(port)
: ser = socket.socket(
) ser.bind(
('localhost'
, port)
) ser.listen(
1024
)while
true
: conn, addr = ser.accept(
) gevent.spawn(handle_request, conn)
defhandle_request
(conn)
:try
:while
true
: data = conn.recv(
1024
)print
('rece: '
, data)
conn.send(data.upper())
ifnot data:
conn.shutdown(socket.shut_wr)
except exception as ex:
print
(ex)
finally
: conn.close(
)if __name__ ==
'__main__'
: server(
6666
)

client端

#單次連線
import socket
host =
'localhost'
port =
6666
cli = socket.socket(
)cli.connect(
(host, port)
)while
true
: msg =
input
('>>: '
).strip(
).encode(
'utf-8')if
len(msg)==0
:continue
cli.send(msg)
data = cli.recv(
1024
)print
(data.decode(
'utf-8'))
# 併發
import socket
import threading
host =
'localhost'
port =
6666
defsock_conn()
: client = socket.socket(
) client.connect(
(host, port)
) client.send(
("hello %s"
%count)
.encode(
"utf-8"))
data = client.recv(
1024
)print
("[%s]recv from server:"
% threading.get_ident(
),data.decode())
#結果 client.close(
)for i in
range
(100):
t = threading.thread(target=sock_conn)
t.start(
)

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