协程的概念: 其实在操作系统中并没有协程的概念,协程的出现为的是解决单线程后者单进程下实现并发的效果。使用方式:操作系统无法感知单线程中的协程之间的切换。
实现协程的必备条件: 基于多道技术,我们知道了线程间的切换需要实现空间和时间上的复用,即:“保存状态+切换” 当进程或者线程间遇到I/O阻塞时进行切换才是有意义的;如果遇到计算型时还切换,只会增加消耗切换时间。
协程可以减少了CPU的切换,使得运行效率大大调高,但是协程也有协程的确定,如果切换的位置设置不准确也会导致运行的效率减低。(欺骗CPU,使得CPU一直处于运行状态,遇到I/O操作就切换)
#1 yiled可以保存状态(生成器),yield的状态保存与操作系统的保存线程状态很像,但是yield是代码级别控制的,更轻量级
#2 send可以把一个函数的结果传给另外一个函数,以此实现单线程内程序之间的切换
1、协程: 单线程实现并发 在应用程序里控制多个任务的切换+保存状态 优点: 应用程序级别速度要远远高于操作系统的切换 缺点: 多个任务一旦有一个阻塞没有切,整个线程都阻塞在原地 该线程内的其他的任务都不能执行了
一旦引入协程,就需要检测单线程下所有的IO行为,
实现遇到IO就切换,少一个都不行,以为一旦一个任务阻塞了,整个线程就阻塞了,
其他的任务即便是可以计算,但是也无法运行了
2、协程序的目的: 想要在单线程下实现并发 并发指的是多个任务看起来是同时运行的 并发=切换+保存状态
#串行执行
import time
def func1():
for i in range(10000000):
i+1
def func2():
for i in range(10000000):
i+1
start = time.time()
func1()
func2()
stop = time.time()
# 输出在没有进行切换的情况下的计算型的进程所需要的运行时间
print(stop - start)
#基于yield并发执行(使用生成器进行模拟协程的程序的切换)
import time
def func1():
while True:
yield
def func2():
g=func1()
for i in range(10000000):
i+1
next(g)
start=time.time()
func2()
stop=time.time()
print(stop-start)
总结:对于计算型的单进程,还是直接使用单进程进行运行效率会更好。
import time
def func1():
while True:
print('func1')
yield
def func2():
g=func1()
for i in range(10000000):
i+1
next(g)
time.sleep(3)
print('func2')
start=time.time()
func2()
stop=time.time()
print(stop-start)
总结:yield 生成器没有办法检测到I/O操作,只会在设定的位置进行切换。这样子运行效率并没有多大的提升。
from gevent import monkey;monkey.patch_all()
import gevent
import time
def eat():
print('eat food 1')
time.sleep(2)
print('eat food 2')
def play():
print('play 1')
time.sleep(1)
print('play 2')
g1=gevent.spawn(eat)
g2=gevent.spawn(play_phone)
gevent.joinall([g1,g2])
print('主')
使用 gevent 模块进行I/O切换时候,可以自动检测到I/O操作,自动进行切换(实现协程)。
from gevent import monkey;monkey.patch_all()
import gevent
import requests
import time
def get_page(url):
print('GET: %s' %url)
# 因为发起请求都是在等待服务器的回应
response=requests.get(url)
if response.status_code == 200:
print('%d bytes received from %s' %(len(response.text),url))
start_time=time.time()
gevent.joinall([
gevent.spawn(get_page,'https://www.python.org/'),
gevent.spawn(get_page,'https://www.yahoo.com/'),
gevent.spawn(get_page,'https://github.com/'),
])
stop_time=time.time()
print('run time is %s' %(stop_time-start_time))
总结:使用协程实现多个请求,检测I/O型切换进程。
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
#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1',8080))
while True:
msg=input('>>: ').strip()
if not msg:continue
client.send(msg.encode('utf-8'))
msg=client.recv(1024)
print(msg.decode('utf-8'))
多线程并发的客户端
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()
协程的实现有优点也有缺点。 注意取舍。
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