协程

协程：又称微线程，纤程。是一种用户态的轻量级线程

1. 必须在只有一个单线程里实现并发
2. 修改共享数据不需加锁
3. 用户程序里自己保存多个控制流的上下文栈
4. 一个协程遇到IO操作自动切换到其它协程

　　　拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调试切换时，将寄存器上下文和栈保存在其他地方 ，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈

　　　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。

协程的好处：

• 无需线程上下文切换的开销
• 无需原子操作锁定及同步的开销
  • 　　"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized"，所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch （切换到另一个线程）。原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序是不可以被打乱，或者切割掉只执行部分。视作整体是原子性的核心。
• 方便切换控制流，简化编程模型
• 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：

• 无法利用多核资源：协程的本质是个单线程,它不能同时将 单个CPU 的多个核用上,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。
• 进行阻塞（Blocking）操作（如IO时）会阻塞掉整个程序

yield实现协程（手动切换）

import time

def consumer(name):
    print("--->starting eating baozi...")
    while True:
        new_baozi = yield
        print("[%s] is eating baozi %s" % (name, new_baozi))
        # time.sleep(1)


def producer():
    r = con.__next__()
    r = con2.__next__()
    n = 0
    while n < 5:
        n += 1
        con.send(n)
        con2.send(n)
        print("33[32;1m[producer]33[0m is making baozi %s" % n)


if __name__ == '__main__':
    con = consumer("c1")
    con2 = consumer("c2")
    p = producer()

greenlet

　　是一个用C实现的协程模块，相比与python自带的yield，它可以使你在任意函数之间随意切换，而不需把这个函数先声明为generator

greenlet实现协程（自动切换）

from greenlet import greenlet
 
def test1():
    print(12)
    gr2.switch() #切换操作
    print(34)
    gr2.switch()
 
def test2():
    print(56)
    gr1.switch() #切换操作
    print(78)
 
 
gr1 = greenlet(test1)
gr2 = greenlet(test2)
gr1.switch()

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。

gevent实现协程（自动切换）

import gevent

def func1():
    print("33[41;1mfunc 1 is running....33[0m")
    gevent.sleep(2)  # 模拟IO操作进行切换
    print("33[42;1mfunc 1 is running....33[0m")


def func2():
    print("33[41;1mfunc 2 is running....33[0m")
    gevent.sleep(1)
    print("33[42;1mfunc 2 is running....33[0m")

def func3():
    print("33[41;1mfunc 3 is running....33[0m")
    gevent.sleep(0)
    print("33[42;1mfunc 3 is running....33[0m")

# 不断循环进行切换
gevent.joinall([
    gevent.spawn(func1),
    gevent.spawn(func2),
    gevent.spawn(func3)
])

from gevent import monkey

import gevent
import time
from  urllib.request import urlopen

# 如果没有加monkey.patch_all(),urllib中gevent不知道哪些是io操作，所以运行效果与串行是一样的
monkey.patch_all()   # 把程序中所有IO操作做上标识

def f(url):
    print('GET: %s' % url)
    resp = urlopen(url)
    data = resp.read()
    fp = open("url","wb+")
    fp.write(data)
    print('%d bytes received from %s.' % (len(data), url))

start_time = time.time()
gevent.joinall([
    gevent.spawn(f, 'https://www.python.org/'),  # f 中带参数
    gevent.spawn(f, 'https://www.yahoo.com/'),
    gevent.spawn(f, 'https://github.com/'),
])
print("cost all time:",time.time()-start_time)