并发编程之协程

一、协程概述

1、什么是协程？

协程也被称为“微线程”，在一个线程中规定某个代码块的执行顺序。线程和进程的操作是由程序触发系统接口，最后的执行者是系统；协程的操作则是程序员。

2、为什么会有协程？

　　对于多线程应用，CPU通过切片的方式来切换线程间的执行，线程切换时需要耗时（保存状态，下次继续）。协程，则只使用一个线程，在一个线程中规定某个代码块执行顺序。这样更加节约切换的时间。

3、协程的特点？

• 不需要多线程的锁机制

因为只有一个线程，不存在同时写变量冲突，在协程中控制共享资源不加锁，只需要判断状态就好了，所以执行效率比多线程高很多。

• 可以利用多核特点

通过多进程 + 协程既可以利用多核又可以发挥协程的高效率。

• 从技术的角度来说，“协程就是你可以暂停执行的函数”

类似于python中的生成器

4、协程的应用场景

当程序中存在大量不需要CPU的操作时（IO），适用于协程。

二、greenlet、gevent模块

（一）greenlet

上面说了从技术层面上说“协程就是你可以暂停执行的函数”，相当于一个生成器，greenlet是一个用C实现的协程模块：

from greenlet import greenlet

def test1():
    print(9)    
    gr2.switch() #手动切换执行test2
    print(22)
    gr2.switch() #手动切换执行test2


def test2():
    print(2)
    gr1.switch() #手动切换执行test1
    print(36)


gr1 = greenlet(test1)
gr2 = greenlet(test2)
gr1.switch()  #开始执行test1
"""
输出：
9
2
22
36
"""

可以看出来greenlet需要手动控制来执行代码块的。

（二）gevent

这个模块比上一个模块智能许多，它不需要手动控制代码块的执行顺序，只是如果协程碰到I/O操作，就会自动切换。

import gevent

def test1():
    print(9)  #第2步
    gevent.sleep(1) #第3步
    print(22) #第7步

def test2():
    print(2)   #第4步
    gevent.sleep(0.3) #第5步
    print(36)  #第6步

gevent.joinall([
    gevent.spawn(test1), #第1步
    gevent.spawn(test2),
])
"""
输出：
9
2
36
22
"""

 当然，还可以使用gevent模块进行爬虫：

import gevent
import requests

from gevent import monkey
monkey.patch_all()

def task(method,url,req_kwargs):
    response=requests.request(method=method,url=url,**req_kwargs)
    print(response.url,response.content)

#发送请求
gevent.joinall(
    {
        gevent.spawn(task,method='get',url='http://baidu.com/',req_kwargs={}),
        gevent.spawn(task, method='get', url='https://www.tudou.com/', req_kwargs={})

    }
)

import gevent
import requests
from gevent.pool import Pool

from gevent import monkey
monkey.patch_all()

def task(method,url,req_kwargs):
    response=requests.request(method=method,url=url,**req_kwargs)
    print(response.url,response.content)

#发送请求
pool=Pool(5)
gevent.joinall(
    {
        pool.spawn(task,method='get',url='http://baidu.com/',req_kwargs={}),
        pool.spawn(task, method='get', url='https://www.tudou.com/', req_kwargs={})

    }
)

上面使用的是利用gevent进行并发发送请求，requests爬取网页内容，而grequests模块将两者进行结合，既有并发的特性又有requests的特性。

#利用grequests进行并发 将requests和gevent进行封装

import grequests

request_list=[
    grequests.get('http://baidu.com/'),
    grequests.get('https://www.tudou.com/')
]
response_list=grequests.map(request_list,size=5)
print(response_list) #[<Response [200]>, <Response [200]>]