Python的協(xié)程是什么

小編給大家分享一下Python的協(xié)程是什么，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這邊文章給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后大所收獲，下面讓我們一起去學習方法吧！

協(xié)程，又稱微線程，纖程。英文名Coroutine。

協(xié)程的概念很早就提出來了，但直到最近幾年才在某些語言（如Lua）中得到廣泛應用。

子程序，或者稱為函數，在所有語言中都是層級調用，比如A調用B，B在執(zhí)行過程中又調用了C，C執(zhí)行完畢返回，B執(zhí)行完畢返回，最后是A執(zhí)行完畢。

所以子程序調用是通過棧實現(xiàn)的，一個線程就是執(zhí)行一個子程序。

子程序調用總是一個入口，一次返回，調用順序是明確的。而協(xié)程的調用和子程序不同。

協(xié)程看上去也是子程序，但執(zhí)行過程中，在子程序內部可中斷，然后轉而執(zhí)行別的子程序，在適當的時候再返回來接著執(zhí)行。

注意，在一個子程序中中斷，去執(zhí)行其他子程序，不是函數調用，有點類似CPU的中斷。比如子程序A、B：

def A():
    print '1'
    print '2'
    print '3'
def B():
    print 'x'
    print 'y'
    print 'z'

假設由協(xié)程執(zhí)行，在執(zhí)行A的過程中，可以隨時中斷，去執(zhí)行B，B也可能在執(zhí)行過程中中斷再去執(zhí)行A，結果可能是：

1
2
x
y
3
z

但是在A中是沒有調用B的，所以協(xié)程的調用比函數調用理解起來要難一些。

看起來A、B的執(zhí)行有點像多線程，但協(xié)程的特點在于是一個線程執(zhí)行，那和多線程比，協(xié)程有何優(yōu)勢？

最大的優(yōu)勢就是協(xié)程極高的執(zhí)行效率。因為子程序切換不是線程切換，而是由程序自身控制，因此，沒有線程切換的開銷，和多線程比，線程數量越多，協(xié)程的性能優(yōu)勢就越明顯。

第二大優(yōu)勢就是不需要多線程的鎖機制，因為只有一個線程，也不存在同時寫變量沖突，在協(xié)程中控制共享資源不加鎖，只需要判斷狀態(tài)就好了，所以執(zhí)行效率比多線程高很多。

因為協(xié)程是一個線程執(zhí)行，那怎么利用多核CPU呢？最簡單的方法是多進程+協(xié)程，既充分利用多核，又充分發(fā)揮協(xié)程的高效率，可獲得極高的性能。

Python對協(xié)程的支持還非常有限，用在generator中的yield可以一定程度上實現(xiàn)協(xié)程。雖然支持不完全，但已經可以發(fā)揮相當大的威力了。

來看例子：

傳統(tǒng)的生產者-消費者模型是一個線程寫消息，一個線程取消息，通過鎖機制控制隊列和等待，但一不小心就可能死鎖。

如果改用協(xié)程，生產者生產消息后，直接通過yield跳轉到消費者開始執(zhí)行，待消費者執(zhí)行完畢后，切換回生產者繼續(xù)生產，效率極高：

import timedef consumer():
    r = ''
    while True:
        n = yield r        if not n:            return
        print('[CONSUMER] Consuming %s...' % n)
        time.sleep(1)
        r = '200 OK'def produce(c):
    c.next()
    n = 0
    while n < 5:
        n = n + 1
        print('[PRODUCER] Producing %s...' % n)
        r = c.send(n)
        print('[PRODUCER] Consumer return: %s' % r)
    c.close()if __name__=='__main__':
    c = consumer()
    produce(c)

執(zhí)行結果：

注意到consumer函數是一個generator（生成器），把一個consumer傳入produce后：

首先調用c.next()啟動生成器；

然后，一旦生產了東西，通過c.send(n)切換到consumer執(zhí)行；

consumer通過yield拿到消息，處理，又通過yield把結果傳回；

produce拿到consumer處理的結果，繼續(xù)生產下一條消息；

produce決定不生產了，通過c.close()關閉consumer，整個過程結束。

整個流程無鎖，由一個線程執(zhí)行，produce和consumer協(xié)作完成任務，所以稱為“協(xié)程”，而非線程的搶占式多任務。

最后套用Donald Knuth的一句話總結協(xié)程的特點：

“子程序就是協(xié)程的一種特例?！?/p>

以上是Python的協(xié)程是什么的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業(yè)資訊頻道！