一、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时间片到了
二、协程
协程:是单线程下的并发,又称微线程,纤程。英文名Coroutine。一句话说明什么是线程: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。
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)
三、协程的优缺点
对比操作系统控制线程的切换,用户在单线程内控制协程的切换
优点如下:
#1. 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
#2. 单线程内就可以实现并发的效果,最大限度地利用cpu
缺点如下:
#1. 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
#2. 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
四、协程的特点
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. 附加:一个协程遇到IO操作自动切换到其它协程(如何实现检测IO,yield、greenlet都无法实现,就用到了gevent模块(select机制))
(协程:本质是一个线程,能够在多个任务切换节省IO时间,任务切换耗时短,协程任务切换由程序完成)
五、在任务中切换的例子
-
def consumer(): while True: x = yield print('deal:',x) def producer(): c = consumer() next(c) for i in range(10): print('generate:',i) c.send(i) producer()
六、greenlet
- 简单实例
#使用greenlet实现任务切换 from greenlet import greenlet def eat(): print('eat start') g2.switch() print('eat end') g2.switch() def play(): print('playing start') g1.switch() print('playing end') g1 = greenlet(eat) g2 = greenlet(play) g1.switch()
- 实例的执行顺序
七、gevent
- gevent
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。
- 简介
g1=gevent.spawn(func,1,,2,3,x=4,y=5)创建一个协程对象g1,spawn括号内第一个参数是函数名,如eat,后面可以有多个参数,可以是位置实参或关键字实参,都是传给函数eat的 g2=gevent.spawn(func2) g1.join() #等待g1结束 g2.join() #等待g2结束 #或者上述两步合作一步:gevent.joinall([g1,g2]) g1.value#拿到func1的返回值
- 例子1
#如果没有遇到能识别的IO操作,不会进行任务切换,实现并发效果 #要加上from gevent import monkey;monkey.patch_all() from gevent import monkey;monkey.patch_all() import gevent,time def eat(): print('eat start') time.sleep(1) print('eat end') def play(): print('playing start') time.sleep(1) print('playing end') g1 = gevent.spawn(eat) g2 = gevent.spawn(play) g1.join() g2.join()
- 例子2
#我们可以用threading.current_thread().getName()来查看每个g1和g2,查看的结果为DummyThread-n,即假线程 from gevent import monkey;monkey.patch_all() import threading import gevent import time def eat(): print(threading.current_thread().getName()) print('eat food 1') time.sleep(2) print('eat food 2') def play(): print(threading.current_thread().getName()) print('play 1') time.sleep(1) print('play 2') g1=gevent.spawn(eat) g2=gevent.spawn(play) gevent.joinall([g1,g2]) print('主')
- 同步、异步效果
from gevent import monkey;monkey.patch_all() import gevent import time def task(): time.sleep(1) print(123) def synchronouse(): for i in range(10): task() def asynchronouse(): g_lst=[] for i in range(10): g = gevent.spawn(task) g_lst.append(g) gevent.joinall(g_lst) synchronouse() print('---') asynchronouse()
- 例子-获取网站源码
from gevent import monkey;monkey.patch_all() import requests import gevent url = ['http://www.baidu.com', 'http://www.sogou.com', 'http://www.hao123.com', 'http://www.taobao.com', 'http://www.cnblog.com'] def get_url(url): res = requests.get(url) content = res.content return len(content) g_lst = [] for i in url: g_lst.append(gevent.spawn(get_url,i)) gevent.joinall(g_lst) for i in g_lst: print(i.value)