Python 并发编程（协程）

一、引入

本章节主要介绍，使用单线程实现并发，即只用一个主线程（很明显可利用CPU只有一个），为此我们需要先回顾下并发的本质：切换+保存状态

ps：在介绍进程理论时，提及进程的三种执行状态，而线程才是执行单位，所以也可以将上图理解为线程的三种状态

二、协程介绍

单线程下并发称为：协程

特点：

• 单线程下的IO等待降到最低，也就是说协程时，遇到IO会切换执行另一个任务，因此将可以将单线程的能力发挥到最大

缺点：

• 不能实现并行
• 单线程下的多个任务一旦遇到IO，整个线程都会阻塞，所有任务都停滞

三、Gevent模块

Gevent 是一个第三方库，可以轻松通过gevent实现并发同步或异步编程，在Python内我们使用这个模块，可以让我们的程序运行，达到一个协程的效果

使用方式：

import gevent

g1 = gevent.spawn(func，args,kwargs)
g1 = gevent.spawn(func，args,kwargs)

g1.join() # 等待g1结束
g2.join() # 等待g2结束

# 或者二合一 gevent.joinall([g1,g2])

g1.value # 拿到g1执行func的返回值

遇到IO自动切换任务

import gevent

def test1(name):
    print(f'{name} test1 running')
    gevent.sleep(2)
    print(f'{name} test1 stop')

def test2(name):
    print(f'{name} test2 running')
    gevent.sleep(2)
    print(f'{name} test2 stop')

g1 = gevent.spawn(test1,'jack')
g2 = gevent.spawn(test2,'tom')

gevent.joinall([g1,g2]) # 注意，我们如果不等待任务运行结束，那么遇到阻塞则不会继续运行了

执行结果：

'''
jack test1 running
tom test2 running
jack test1 stop
tom test2 stop
'''

其中gevent.sleep(2)是gevent模块可以识别的IO阻塞

而time.sleep(2) 或其它阻塞是gevent模块所不能识别的，所以我们需在文件的开头增加（代码程序运行前）一个方法，来解决这个问题

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
# 上面写法等同于：
# from gevent import monkey
# monkey.patch_all()

import gevent
import time

def test1(name):
    print(f'{name} test1 running')
    time.sleep(2)
    print(f'{name} test1 stop')

def test2(name):
    print(f'{name} test2 running')
    time.sleep(2)
    print(f'{name} test2 stop')

g1 = gevent.spawn(test1,'jack')
g2 = gevent.spawn(test2,'tom')

gevent.joinall([g1,g2]) # 注意，我们如果不等待任务运行结束，那么遇到阻塞则不会继续运行了

执行结果

'''
jack test1 running
tom test2 running
jack test1 stop
tom test2 stop
'''

我们可以使用threading.current_thread().getName()来查看它们是由谁来执行的

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
import gevent
import time
from threading import current_thread

def test1():
    print(f'{current_thread().getName()} test1 running')
    time.sleep(2)
    print(f'{current_thread().getName()} test1 stop')

def test2():
    print(f'{current_thread().getName()} test2 running')
    time.sleep(2)
    print(f'{current_thread().getName()} test2 stop')

g1 = gevent.spawn(test1)
g2 = gevent.spawn(test2)

gevent.joinall([g1,g2])

执行结果

'''
DummyThread-1 test1 running
DummyThread-2 test2 running
DummyThread-1 test1 stop
DummyThread-2 test2 stop
'''

结果为：DummyThread，表示假线程

四、同步与异步

单线程下，遇到IO时，演示同步与异步的效果

from gevent import monkey;monkey.patch_all()

import gevent
import time

def task():
    time.sleep(2)

start = time.time()
for i in range(5):
    task()
print('同步耗时：%0.2fs' % (time.time() - start)) # 10.2s

def task():
    time.sleep(2)

asy_time = time.time()

g_lis = []
for i in range(5):
    g_lis.append(gevent.spawn(task))

gevent.joinall(g_lis)
print('异步耗时：%0.2fs' % (time.time() - asy_time)) # 2s

# gevent模块，开启一个一个任务等待时，则切换下一个任务，这里每个任务都遇到，所以同时开启，同时一起都在运行，所以结果为2s

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