[Python知识库]Python 协程

1. 多线程、多进程、协程

• 计算机中提供了：线程、进程 用于实现并发（真实存在）
• 协程（Coroutine)，是程序员通过代码搞出来的东西（非真实存在）
• 协程也可以被称为微线程，是一种用户态内上下文切换技，其实就是通过一个线程实现代码块相互切换执行

2. Python中有多种方式可以实现协程

• greenlet

  from greenlet import greenlet
  
  def func1():
  	print(1)
  	gr2.switch()  # 切换到func2函数
  	print(2)
  	gr2.switch()  # 切换到func2函数，从上一次执行的位置继续向后执行
  
  def func2():
  	print(3)
  	gr1.switch()  # 切换
  	print(4)
  
  gr1 = greenlet(func1)
  gr2 = greenlet(func2)
  gr1.switch()  # 去执行func1函数
  

• yield

  def func1():
  	yield 1
  	yield from func2()
  	yield 2
  
  def func2():
  	yield 3
  	yield 4
  
  f1 = func1()
  for item in f1:
  	print(item)
  

• 以上两种方法都实现了协程，但无实用意义，来回切换，反倒使程序执行速度更慢
• 如果使用协程？不要让用户手动切换，而是遇到IO操作时能自动切换
• Python3.4之后推出了asyncio模块 + Python3.5推出async、async语法，内部基于协程，并且遇到IO请求自动化切换

  import asyncio
  
  async def func1():
  	print(1)
  	await asyncio.sleep(2)
  	print(2)
  
  async def func2():
  	print(3)
  	await asyncio.sleep(2)
  	print(4)
  
  tasks = [
  	asyncio.ensure_future(func1()), 
  	asyncio.ensure_future(func2())
  ]
  loop = asyncio.get_event_loop()
  loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
  

  import aiohttp
  import asyncio
  async def fetch(seesion, url):
  	print('发送请求：', url)
  	async with session.get(url, verify_ssl=False) as response:
  		content = await response.content.read()
  		file_name = url.rsplit('_')[-1]
  		with open(file_name, mode='wb') as file_object:
  			file_object.write(content)
  	
  async def main():
  	async with aiohttp.ClientSession() as session:
  		url_list = [
  			'http://www.autoimg.com/....',
  			'http://www.autoimg.com/....',
  			'http://www.autoimg.com/....'
  		]
  		tasks = [asyncio.create_task(fetch(session, url)) for url in url_list]
  		await asyncio.wait(tasks)
  		
  if __name__ = '__main__':
  	asyncio.run(main))
  

• 在处理IO请求时，协程通过一个线程就可以实现并发操作

3. 协程、线程、进程的区别

• 线程，是计算机中可以被CPU调度的最小单元
• 进程，是计算机资源分配的最小单元（进程为线程提供资源）
• 一个进程中可以有多个线程，同一个进程中的线程可以共享此进程中的资源
• 由于CPython解释器中GIL的存在：
  • 线程，适用于IO密集型操作
  • 进程，适用于计算密集型操作
• 协程，也可以被称为微线程，是一种用户态内的上下文切换技术，在开发中结合遇到IO自动切换，就可以通过一个线程实现并发操作
• 故，在处理IO操作时，协程比线程更加节省开销（协程的开发难度大一些）
• 支持协程的Python框架：FastAPI、Tornado、Sanic、Django 3、aiohttp等