python协程的详细讲解（附示例）

百变鹏仔 3小时前 #Python

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本篇文章给大家带来的内容是关于python协程的详细讲解（附示例），有一定的参考价值，有需要的朋友可以参考一下，希望对你有所帮助。

进程和线程都会的切换都要消耗时间，保存线程进程当前状态以便下次继续执行。在不怎么需要cpu的程序中，即相对于IO密集型的程序，协程相对于线程进程资源消耗更小，切换更快，更适用于IO密集型。协程也是单线程的，没法利用cpu的多核，想利用cpu多核可以通过，进程+协程的方式，又或者进程+线程+协程。

1、协程的简单实现

协程的原理是通过生成器实现，如下：程序执行到19行，执行consumer函数到13行，next生成器，执行producer函数到8行停下，返回consumer函数13行继续往下执行，循环一次再次来到13行，生成器函数将从上次yield停下的地方往下执行。循环如此就完成就完成了并发的效果。

但有人可能会说我用循环顺序执行两个函数结果也一样啊，如下第2例子。当这里想说的是，这样并不能保留函数的执行的位置，只是简单的一个函数执行结束换到另一个函数而已，遇到需要cpu等待的操作也没法切换。在遇到需要cpu等待的操作主动让出cpu，记住函数执行的位置，下次切换回来继续执行才能算是并发的运行，提高程序的并发效果。

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协程简单实现生产者与消费者

import timedef producer():    while True:        time.sleep(1)        print("+++++ 1个包子", time.strftime("%X"))        yielddef consumer():    while True:        next(prd)        print("----- 1个包子", time.strftime("%X"))if __name__ == "__main__":    prd = producer()    consumer()# 输出结果+++++ 1个包子 16:22:30----- 1个包子 16:22:30+++++ 1个包子 16:22:31----- 1个包子 16:22:31+++++ 1个包子 16:22:32----- 1个包子 16:22:32+++++ 1个包子 16:22:33----- 1个包子 16:22:33

顺序执行效果

import timedef producer():    time.sleep(1)    print("+++++ 1个包子", time.strftime("%X"))def consumer():    print("----- 1个包子", time.strftime("%X"))if __name__ == "__main__":    while True:        producer()        consumer()# 输出结果+++++ 1个包子 16:22:30----- 1个包子 16:22:30+++++ 1个包子 16:22:31----- 1个包子 16:22:31+++++ 1个包子 16:22:32----- 1个包子 16:22:32+++++ 1个包子 16:22:33----- 1个包子 16:22:33

2、greenlet

greenlet模块需要安装，pip install greenlet。greenlet原理是对生成器的封装。greenlet类提供了一个方法，switch：在需要进行切换的时候切换到指定的协程。

from greenlet import greenletimport timedef producer():    while True:        time.sleep(1)        print("+++++ 1个包子", time.strftime("%X"))        gr2.switch()  # 切换到gr2运行def consumer():    while True:        print("----- 1个包子", time.strftime("%X"))        gr1.switch()  # 切换到gr1运行if __name__ == "__main__":    gr1 = greenlet(producer)    gr2 = greenlet(consumer)    gr1.switch()  # 切换到gr1运行# 输出结果+++++ 1个包子 09:39:45----- 1个包子 09:39:45+++++ 1个包子 09:39:46----- 1个包子 09:39:46+++++ 1个包子 09:39:47----- 1个包子 09:39:47

3、gevent

gevent模块也需要安装，pip install gevent。gevent是对gevent的再次封装，能自动识别耗时操作切换到其它协程。注意gevent遇到耗时操作才会切换协程运行，没有遇到耗时操作是不会主动切换的。

gevent.spawn(*args, **kwargs) 不定长参数中的第一个参数为协程执行的方法fn，其余的依次为 fn 的参数。开启了协程后要调用join方法。

gevent模块中识别耗时的操作有两种方式，① 使用gevent模块中重写的类。如，gevent.socket gevent.sleep ② 打补丁的方式，在所有的代码前。from gevent import monkey 导入这个模块，monkey.patch_all()调用这个方法。

推荐使用第二种方式，这样就不用更改已经写好的代码

正常情况下gevent并不会识别耗时操作

import timeimport geventdef producer():    for i in range(3):        time.sleep(1)        print("+++++ 1个包子", name, time.strftime("%X"))def consumer():    for i in range(3):        time.sleep(1)        print("----- 1个包子", name, time.strftime("%X"))if __name__ == "__main__":    g1 = gevent.spawn(producer, "zhangsan")    g2 = gevent.spawn(consumer, "lisi")    g1.join()    g2.join()# 输出结果+++++ 1个包子 zhangsan 10:42:38+++++ 1个包子 zhangsan 10:42:39+++++ 1个包子 zhangsan 10:42:40----- 1个包子 lisi 10:42:41----- 1个包子 lisi 10:42:42----- 1个包子 lisi 10:42:43

gevent识别耗时操作方式1，使用gevent中的模块

import timeimport geventdef producer():    for i in range(3):        gevent.sleep(1)        print("+++++ 1个包子", time.strftime("%X"))def consumer():    for i in range(3):        gevent.sleep(1)        print("----- 1个包子", time.strftime("%X"))if __name__ == "__main__":    g1 = gevent.spawn(producer)    g2 = gevent.spawn(consumer)    g1.join()    g2.join()# 输出结果+++++ 1个包子 10:43:04----- 1个包子 10:43:04+++++ 1个包子 10:43:05----- 1个包子 10:43:05+++++ 1个包子 10:43:06----- 1个包子 10:43:06

gevent识别耗时操作方式2，打补丁

import timeimport geventfrom gevent import monkeymonkey.patch_all()def producer():    for i in range(3):        time.sleep(1)        print("+++++ 1个包子", time.strftime("%X"))def consumer():    for i in range(3):        time.sleep(1)        print("----- 1个包子", time.strftime("%X"))if __name__ == "__main__":    g1 = gevent.spawn(producer)    g2 = gevent.spawn(consumer)    g1.join()    g2.join()# 输出结果+++++ 1个包子 10:44:04----- 1个包子 10:44:04+++++ 1个包子 10:44:05----- 1个包子 10:44:05+++++ 1个包子 10:44:06----- 1个包子 10:44:06

当开启的协程很多的时候，一个个的调用join方法就有点麻烦，所以gevent提供了一个方法joinall()，可以一次join所有的协程。joinall() 方法传参一个列表，列表包含了所有的协程。

joinall

import timeimport geventfrom gevent import monkeymonkey.patch_all()def producer(name):    for i in range(3):        time.sleep(1)        print("+++++ 1个包子", name, time.strftime("%X"))def consumer(name):    for i in range(3):        time.sleep(1)        print("----- 1个包子",  name, time.strftime("%X"))if __name__ == "__main__":    gevent.joinall([gevent.spawn(producer, "zhangsan"), gevent.spawn(consumer, "lisi")])# 输出结果+++++ 1个包子 zhangsan 10:51:34----- 1个包子 lisi 10:51:34+++++ 1个包子 zhangsan 10:51:35----- 1个包子 lisi 10:51:35+++++ 1个包子 zhangsan 10:51:36----- 1个包子 lisi 10:51:36

4、协程应用，并发服务器

服务端收到客户端消息，并原样发送回去

server

import socketimport geventfrom gevent import monkeymonkey.patch_all()def fn(conn):    msg = conn.recv(1024).decode("utf-8")    print("服务的收到&gt;&gt;&gt;", msg)    conn.send(msg.encode("utf-8"))sk = socket.socket()sk.bind(("127.0.0.1", 8899))sk.listen()while True:    conn, addr = sk.accept()    print("已连接服务器--&gt;", addr)    gevent.spawn(fn, conn)sk.close()# 输出结果已连接服务器--&gt; ('127.0.0.1', 53878)已连接服务器--&gt; ('127.0.0.1', 53879)已连接服务器--&gt; ('127.0.0.1', 53880)服务的收到&gt;&gt;&gt; client1服务的收到&gt;&gt;&gt; client2服务的收到&gt;&gt;&gt; client3

clien

import socketsk = socket.socket()sk.connect(("127.0.0.1", 8899))msg = input("客户端发送的内容&gt;&gt;&gt; ")sk.send(msg.encode("utf-8"))msg = sk.recv(1024).decode("utf-8")print("客户端收到&gt;&gt;&gt;", msg)sk.close()# 输出结果客户端发送的内容&gt;&gt;&gt; client1客户端收到&gt;&gt;&gt; client1

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