协程与greenlet

协程，又叫微线程或者纤程。协程一般运行在语言的runtime或者虚拟机当中。操作系统层面上讲，协程可以叫做用户级线程，它与系统级线程之间的关系是多对多的，线程之间的切换和调度依赖程序或者语言本身，而不是操作系统。这种调度方式大大降低了操作系统的压力，在编程方面，协程避免了显示加锁操作。
在Python中，yield关键字能中止当前代码运行，相当于协调调度让出CPU资源，从而实现协程。

def consumer():
    while True:
        line = yield
        # do some process

def productor():
    while open_db('some_source') as f:
        for k, v in enumerate(f):
            yield v
            print 'process line {}'.format(str(k))

c = consumer()
c.next()
for line in productor():
    c.send(line)

上面这段代码中，consumer是一个生成器，接受yield的返回值，处理完数据之后在执行yield将cpu交给主程序。由于协程之间通过yield转交cpu控制权，所以不会出现想多线程抢占一样的结果乱序的情况。

除了原生语言层面的yield关键字之外，greenlet库对协程进行了更多的优化。greenlet由C语言写成，核心内容是PyGreenlet对象。每个PyGreenlet都单独开辟一个调用栈。

from greenlet import greenlet
def test1():
    print 1
    gr2.switch()
    print 2
def test2():
    print 3
    gr1.switch()
    print 4
gr1 = greenlet(test1)
gr2 = greenlet(test2)
gr1.switch()

上面代码从最后一行跳到test1，输出1，跳到test2，输出3，又跳回test1，输出2，gr1执行结束，4不会被输出。
由于GIL的限制，Python本身无法做到真正的利用多核并行，但协程的使用可以在一定程度上减少IO密集应用导致的阻塞情况，相比单线程大大提升效率。

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发表于 2020-01-12 13:04:56
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