python之协程

协程又叫做微线程，协程是一种用户态的轻量级的线程，协程拥有自己的的寄存器的上下文和栈，协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存
到其他地方，在切换回来后，恢复之前保存的寄存器的上下文关系，因此协程能保留上一次调用的状态，每次过程重入的时候，就相当于
进入上一次调用的状态

协程一定在单线程中，协程的切换是在线程中切换，和单个线程在cpu之间不停的切换是一样的
但是线程切换是cpu控制的，而协程的切换是用户控制的，操作系统根本无感知；
协程的切换比线程的切换速度要快，效率要高

协程的好处
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，因为协程是串行的
3、方便切换控制流，简化编程模型
4、高并发，高扩展，低成本，一个cpu支持上万个协程没有问题，所以非常适合高并发处理

协程的缺点
1、无法利用多核的优势，但是协程和进程配合就可以使协程运行在不同的cpu上
2、只要一个协程阻塞（Blocking），就会阻塞整个协程，因为协程是串行的,这个问题必须要解决，才能让协程大范围应用
   解决方法：
            1、如果遇到io操作，则进行协程切换,可以用gevent来实现


我们来看一段代码

#Gevent主要是解决协程阻塞的问题，Gevent是一个第三方库，可以轻松通过Gevent实现并发同步
# 或者异步编程，在gevent中用到的主要模式是Greenlet，他是以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，但是被协作式调度

import gevent
import time

def foo():
    print("33[41;1mrunning in foo33[0m")
    gevent.sleep(1) #触发协程切换
    # time.sleep(1)
    print("33[41;1mExplicit context switch to foo aga33[0m")

def Bar():
    print("33[42;1mExplicit context to bar33[0m")
    gevent.sleep(2) #触发协程切换
    # time.sleep(2)
    print("33[42;1mImplicit context switch back to bar33[0m")

def Car():
    print("33[43;1mExplicit context to bar33[0m")
    gevent.sleep(3) #触发协程切换
    # time.sleep(3)
    print("33[43;1mImplicit context switch back to bar33[0m")

gevent.joinall(
    [gevent.spawn(foo),
     gevent.spawn(Bar),
     gevent.spawn(Car)
    ]
)


# 1、running in foo
# 2、Explicit context to bar
# 3、Explicit context to bar
# 4、Explicit context switch to foo aga
# 5、Implicit context switch back to bar
# 6、Implicit context switch back to bar


#先同时打印1，然后遇到gevent，就会进行协程切换，切换到协程2，打印2，然后遇到gevent，又会进行协程切换，打印3，又遇到gevent，再次进行协程切换
#切换到协程1，这个时候就算

使用urllib+gevent实现多协程的网页爬虫

from gevent import monkey; monkey.patch_all()
import gevent
import urllib.request

#可以简单的爬网页的一个模块

def f(url):
    print("GET:[%s]" %(url))
    resp = urllib.request.urlopen(url)
    data = resp.read()
    print("[%d] bytes received from %s" %(len(data),url))

gevent.joinall(
    [gevent.spawn(f,"http://www.baidu.com/"),
     gevent.spawn(f,"http://www.python.org/"),
     gevent.spawn(f,"http://www.sina.com/"),
     gevent.spawn(f,"http://www.163.com/"),
    ]
)

结果如下，遇到阻塞就会自动跳转到其他的协程，这个阻塞gevent会自动判断的

GET:[http://www.baidu.com/]
GET:[http://www.python.org/]
GET:[http://www.sina.com/]
GET:[http://www.163.com/]
[111488] bytes received from http://www.baidu.com/
[601132] bytes received from http://www.sina.com/
[660092] bytes received from http://www.163.com/
[48713] bytes received from http://www.python.org/