Python网络编程之协程

2023-01-31 01:01:12 python 网络编程

What is the association?

与子例程一样，协程也是一种程序组件。 相对子例程而言，协程更为一般和灵活，但在实践中使用没有子例程那样广泛。 协程源自Simula和Modula-2语言，但也有其他语言支持。 协程更适合于用来实现彼此熟悉的程序组件，如合作式多任务，迭代器，无限列表和管道。

来自维基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki/协程

协程拥有自己的寄存器上下文和栈，协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此：协程能保留上一次调用时的状态（即所有局部状态的一个特定组合），每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态，换种说法：进入上一次离开时所处逻辑流的位置。

协程的优缺点：

优点

  1. 无需线程上下文切换的开销

  2. 无需原子操作锁定及同步的开销(更改一个变量)

  3. 方便切换控制流，简化编程模型

  4. 高并发+高扩展性+低成本：一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理。

缺点：

  1. 无法利用多核资源：协程的本质是个单线程,它不能多核，协程需要和进程配合才能运行在多CPU上，当然我们日常所编写的绝大部分应用都没有这个必要，除非是CPU密集型应用。

  2. 进行阻塞（Blocking）操作（如IO时）会阻塞掉整个程序

实现协程实例

yield

  1. def consumer(name):

  2.    print("--->starting eating baozi...")

  3.    while True:

  4.        new_baozi = yield  # 直接返回

  5.        print("[%s] is eating baozi %s" % (name, new_baozi))

  7. def producer():

  8.    r = con.__next__()

  9.    r = con2.__next__()

  10.    n = 0

  11.    while n < 5:

  12.        n += 1

  13.        con.send(n)  # 唤醒生成器的同时传入一个参数

  14.        con2.send(n)

  15.        print("\033[32;1m[producer]\033[0m is making baozi %s" % n)

  17. if __name__ == '__main__':

  18.    con = consumer("c1")

  19.    con2 = consumer("c2")

  20.    p = producer()


Greenlet

安装greenlet

  1. pip3 install greenlet

  1. # -*- coding:utf-8 -*-

  2. from greenlet import greenlet

  4. def func1():

  5.    print(12)

  6.    gr2.switch()

  7.    print(34)

  8.    gr2.switch()

  10. def func2():

  11.    print(56)

  12.    gr1.switch()

  13.    print(78)

  15. # 创建两个携程

  16. gr1 = greenlet(func1)

  17. gr2 = greenlet(func2)

  18. gr1.switch()  # 手动切换

Gevent

Gevent可以实现并发同步或异步编程，在gevent中用到的主要模式是Greenlet， 它是以C扩展模块形式接入python的轻量级协程，Greenlet全部运行在主程序操作系统进程的内部，但它们被协作式地调度。

安装Gevent

  1. pip3 install gevent

  1. import gevent

  3. def foo():

  4.    print('Running in foo')

  5.    gevent.sleep(2)

  6.    print('Explicit context switch to foo again')

  8. def bar():

  9.    print('Explicit context to bar')

  10.    gevent.sleep(3)

  11.    print('Implicit context switch back to bar')

  13. # 自动切换

  14. gevent.joinall([

  15.    gevent.spawn(foo),  # 启动一个协程

  16.    gevent.spawn(bar),

  17. ])

页面抓取

  1. from urllib import request

  2. from gevent import monkey

  3. import gevent

  4. import time

  6. monkey.patch_all()  # 当前程序中只要设置到IO操作的都做上标记

  8. def wget(url):

  9.    print('GET: %s' % url)

  10.    resp = request.urlopen(url)

  11.    data = resp.read()

  12.    print('%d bytes received from %s.' % (len(data), url))

  14. urls = [

  15.    'Https://www.Python.org/',

  16.    'https://www.python.org/',

  17.    'https://GitHub.com/',

  18.    'https://yw666.blog.51cto.com/',

  19. ]

  21. # 串行抓取

  22. start_time = time.time()

  23. for n in urls:

  24.    wget(n)

  25. print("串行抓取使用时间：", time.time() - start_time)

  27. # 并行抓取

  28. ctrip_time = time.time()

  29. gevent.joinall([

  30.    gevent.spawn(wget, 'https://www.python.org/'),

  31.    gevent.spawn(wget, 'https://www.python.org/'),

  32.    gevent.spawn(wget, 'https://github.com/'),

  33.    gevent.spawn(wget, 'https://yw666.blog.51cto.com/'),

  34. ])

  35. print("并行抓取使用时间：", time.time() - ctrip_time)

输出


  1. C:\Python\python35\python.exe E:/MyCodeProjects/协程/s4.py

  2. GET: https://www.python.org/

  3. 47424 bytes received from https://www.python.org/.

  4. GET: https://www.python.org/

  5. 47424 bytes received from https://www.python.org/.

  6. GET: https://github.com/

  7. 25735 bytes received from https://github.com/.

  8. GET: https://blog.ansheng.me/

  9. 82693 bytes received from https://yw666.blog.51cto.com/.

  10. 串行抓取使用时间： 15.143015384674072

  11. GET: https://www.python.org/

  12. GET: https://www.python.org/

  13. GET: https://github.com/

  14. GET: https://blog.ansheng.me/

  15. 25736 bytes received from https://github.com/.

  16. 47424 bytes received from https://www.python.org/.

  17. 82693 bytes received from https://yw666.blog.51cto.com/.

  18. 47424 bytes received from https://www.python.org/.

  19. 并行抓取使用时间： 3.781306266784668

  21. Process finished with exit code 0


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