python之协程的那些事

python如何设置多进程（直通车）

协程

基本概念

协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。协程是一种用户态的轻量级线程。

协程原理

协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此：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。线程的切换，会保存到CPU的寄存器里。 CPU感觉不到协程的存在，协程是用户自己控制的。之前通过yield做的生产者消费者模型，就是协程，在单线程下实现并发效果。

原理解读

协程原理：利用一个线程，分解一个线程成为多个“微线程”==>程序级别 
如果写爬虫，就访问别的网站，拿别人源码。http请求叫IO请求，用多线程。 
假设要访问3个url，创建3个线程，都在等待着，第一个有数据返回就继续执行，以此类推。 
在等待过程中，就什么事也没干。

协程的方式。

计算机帮你创建进程、线程。线程是人为创建出来的。用一个线程，一会儿执行这个操作，一会儿执行那个操作。 
协程是只用一个线程。程序员利用io多路复用的方式，让协程： 
先访问一个url，不等待返回，就再访问第二个url，访问第三个url，然后也在等待。 
greenlet本质是实现协程的。 
注意：协程本身不高效，协程的本质只是程序员调用的，那为啥gevent这么高效率呢，是因为用了协程（greenlet）+IO多路复用的方式。 
是IO多路复用的用法才能高效。所以用的时候就用gevent就好了。 
#####协程的好处：

无需线程上下文切换的开销 
无需数据操作锁定及同步的开销 
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

应用场景:

IO密集型：用多线程+gevent（更好），多线程 
计算密集型：用多进程

案例解读：

用多线程：假设每爬一个网址需要2秒，3个url，就是3个请求，等待2秒，就可以继续往下走。 
如果用gevent，用单线程，单线程应该从上到下执行，用for循环读取3个url，往地址发送url请求，就是IO请求，线程是不等待的。 
for循环再拿第二个url，再发第三个url。在这过程中，谁先回来，就处理谁。 
资源占用上，多线程占用了3个线程，2秒钟，多线程啥也没干，在等待。gevent在2秒钟，只要发送请求了，接着就想干什么干什么。 
案例：

from urllib import requestimport gevent, time# 注意！：Gevent检测不到urllib的io操作，还是串行的，让它知道就需要打补丁from gevent import monkey
monkey.patch_all()  # 把当前程序的所有IO操作单独的做上标记def f(url):
    print("Get %s" %url)
    resp = request.urlopen(url)
    data = resp.read()    # with open("url.html", 'wb') as f:
    #     f.write(data)
    print("%d bytes received from %s" %(len(data), url))

print("异步时间统计中……")  # 协程实现async_start_time = time.time()
gevent.joinall([
    gevent.spawn(f, "https://www.python.org"),
    gevent.spawn(f, "https://www.yahoo.com"),
    gevent.spawn(f, "https://github.com"),
])
print("\033[32;1m异步cost：\033[0m",time.time()-async_start_time)#------------------------以下只为对比效果---------------------------print("同步步时间统计中……")
urls = [    "https://www.python.org",    "https://www.yahoo.com",    "https://github.com",
]
start_time = time.time()for url in urls:
    f(url)
print("\033[32;1m同步cost：\033[0m",time.time()-start_time)123456789101112131415161718192021222324252627282930313233

小贴士： 
gevent的使用场景举例：

1、scrapy框架内部用的gevent。发请求性能比线程高很多。 
2、做api（url）监控，把代码发布到哪个url，得自动检测下返回值是不是200，或是指定的状态码。 
发布完成之后，就要发送http请求过去检测一下返回的状态码。如果有20个url请求，就用gevent一下全给发了，就没必要创建多个线程，一个线程就足以了，然后配合多进程+gevent，又可以利用多颗cpu的优势了。

monkey.patch_all()是什么？ 
发送http请求，是request本质上调用socket来发。原来执行http请求，就会通知我一下，执行完了，默认socket是没有这个功能的。这相当于把原来的socket修改了，修改成特殊功能的socket，发送请求如果完事了，会告诉你完事了。 
其实内部就是把io请求做了个封装而已。