协程

协程

协程：是单线程下的并发，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。一句话说明什么是协程：协程是一种用户态的轻量级线程，即协程是由用户程序自己控制调度的。

他是一个能够在线程中实现并发效果的概念(但他是不存在的，虚拟的，是程序员意淫的)

需要强调的是：

#1. python的线程属于内核级别的，即由操作系统控制调度（如单线程遇到io或执行时间过长就会被迫交出cpu执行权限，切换其他线程运行）
#2. 单线程内开启协程，一旦遇到io，就会从应用程序级别（而非操作系统）控制切换，以此来提升效率（！！！非io操作的切换与效率无关）

一、协程的优缺点

优点：

• 协程的切换开销更小，属于程序级别的切换，操作系统完全感知不到，因而更加轻量级
• 单线程内就可以实现并发的效果，最大限度地利用cpu

缺点：

• 协程的本质是单线程下，无法利用多核，可以是一个程序开启多个进程，每个进程内开启多个线程，每个线程内开启协程
• 协程指的是单个线程，因而一旦协程出现阻塞，将会阻塞整个线程

二、Gevent模块

这个模块我们需要自己导入

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。

import gevent
from gevent import monkey;monkey.patch_all()
 #这个模块笼统的说是在打补丁，只要导入这个模块，他会将下面导入模块的方法，都会一同导入gevent模块中
import time

def eat(name):
    print(f"{name}在吃")
    time.sleep(2)
    #起初gevent是感知不到time.sleep,但是会感知到gevent.sleep(),为了让他感知到，所以我们打了补丁
    print(f"{name}吃完了")

def play(name):
    print(f"{name}在玩")
    time.sleep(1)
    print(f"{name}玩完了")

g1 = gevent.spawn(eat,'王文彬')
g2 = gevent.spawn(play,'杨蓬蓬')
g1.join()  #让他在这个地方被执行
g2.join()

'''
王文彬在吃
杨蓬蓬在玩
杨蓬蓬玩完了
王文彬吃完了
'''
#上面的这个例子充分证明了，只有协程遇见自己能识别的IO操作的时候才切换
# 如果他不认识的IO他是不会切换的，例如在没有打补丁之前的time.sleep()一样，切换不了，他就是一个串行

三、通过gevent实现单线程下的socket并发

注意 ：from gevent import monkey;monkey.patch_all()一定要放到导入socket模块之前，否则gevent无法识别socket的阻塞

'''服务端'''
from gevent import monkey;monkey.patch_all()
from socket import *
import gevent

#如果不想用money.patch_all()打补丁,可以用gevent自带的socket
# from gevent import socket
# s=socket.socket()

def server(server_ip,port):
    s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
    s.bind((server_ip,port))
    s.listen(5)
    while True:
        conn,addr=s.accept()
        gevent.spawn(talk,conn,addr)

def talk(conn,addr):
    try:
        while True:
            res=conn.recv(1024)
            print('client %s:%s msg: %s' %(addr[0],addr[1],res))
            conn.send(res.upper())
    except Exception as e:
        print(e)
    finally:
        conn.close()

if __name__ == '__main__':
    server('127.0.0.1',8080)

'''客户端'''
from threading import Thread
from socket import *
import threading

def client(server_ip,port):
    c=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) #套接字对象一定要加到函数内，即局部名称空间内，放在函数外则被所有线程共享，则大家公用一个套接字对象，那么客户端端口永远一样了
    c.connect((server_ip,port))

    count=0
    while True:
        c.send(('%s say hello %s' %(threading.current_thread().getName(),count)).encode('utf-8'))
        msg=c.recv(1024)
        print(msg.decode('utf-8'))
        count+=1
if __name__ == '__main__':
    for i in range(500):
        t=Thread(target=client,args=('127.0.0.1',8080))
        t.start()

四、协程的特点

• 协程本质是一个线程

• 能够在多个人物之间切换来节省一些IO时间

• 协程中任务之间切换也是消耗时间的，但是开销要远远小于进程，线程

• 协程是由greenlet的switch()进行切换，进程、线程是靠cpu切换的

• 协程更适用于网络方面，高IO的情况下，他能规避一些任务中的IO操作