协程

今天学习了并发编程中的最后一部分，协程

1.协程产生的背景

2.协程的概念

3.yield模拟协程

4.协程中主要的俩个模块

5.协程的应用

开始今日份总结

1.协程产生的背景

　　之前我们学习了线程、进程的概念，了解了在操作系统中进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位。按道理来说我们已经算是把cpu的利用率提高很多了。但是我们知道无论是创建多进程还是创建多线程来解决问题，都要消耗一定的时间来创建进程、创建线程、以及管理他们之间的切换。

　　随着我们对于效率的追求不断提高，基于单线程来实现并发又成为一个新的课题，即只用一个主线程（很明显可利用的cpu只有一个）情况下实现并发。这样就可以节省创建线进程所消耗的时间。

　　为此我们需要先回顾下并发的本质：切换+保存状态

　　cpu正在运行一个任务，会在两种情况下切走去执行其他的任务（切换由操作系统强制控制），一种情况是该任务发生了阻塞，另外一种情况是该任务计算的时间过长

　　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

  一：其中第二种情况并不能提升效率，只是为了让cpu能够雨露均沾，实现看起来所有任务都被“同时”执行的效果，如果多个任务都是纯计算的，这种切换反而会降低效率。

       二：第一种情况的切换。在任务一遇到io情况下，切到任务二去执行，这样就可以利用任务一阻塞的时间完成任务二的计算，效率的提升就在于此。

　　对于单线程下，我们不可避免程序中出现io操作，但如果我们能在自己的程序中（即用户程序级别，而非操作系统级别）控制单线程下的多个任务能在一个任务遇到io阻塞时就切换到另外一个任务去计算，这样就保证了该线程能够最大限度地处于就绪态，即随时都可以被cpu执行的状态，相当于我们在用户程序级别将自己的io操作最大限度地隐藏起来，从而可以迷惑操作系统，让其看到：该线程好像是一直在计算，io比较少，从而更多的将cpu的执行权限分配给我们的线程。

　　协程的本质就是在单线程下，由用户自己控制一个任务遇到io阻塞了就切换另外一个任务去执行，以此来提升效率。为了实现它，我们需要找寻一种可以同时满足以下条件的解决方案：

#1. 可以控制多个任务之间的切换，切换之前将任务的状态保存下来，以便重新运行时，可以基于暂停的位置继续执行。
#2. 作为1的补充：可以检测io操作，在遇到io操作的情况下才发生切换

2.协程的概念

协程：在其他语言中很少去用，在python中非常重要的点,对于操作系统来说，线程已经是操作系统能够看到的最小单位，操作系统无法感知协程

• 协程的本质是，就是一条线程分成多份，每一份执行一段代码，多段代码可以在一个线程上来回切换
• 如果能在一段代码执行，在遇到I/O操作的时候，记录此时的状态，去执行另外一段代码，相当于完成利用协程完成了更加充分利用线程的目的

协程利用切换来规避I/O操作带来的好处

1. 一条线程可以执行多个任务
2. 减少了一个线程的阻塞，帮助线程最大程度的抢占CPU资源
3. 协程由于操作系统不可见，不由操作系统控制吗，协程是用户级，减少I/O操作，提高CPU的计算能力
4. 协程之间永远数据安全，----因为很多协程本质上就是一条线程