Python的協程是什么

小編給大家分享一下Python的協程是什么，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！

協程，又稱微線程，纖程。英文名Coroutine。

協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在執行過程中又調用了C，C執行完畢返回，B執行完畢返回，最后是A執行完畢。

所以子程序調用是通過棧實現的，一個線程就是執行一個子程序。

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

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

注意，在一個子程序中中斷，去執行其他子程序，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'

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

1
2
x
y
3
z

但是在A中是沒有調用B的，所以協程的調用比函數調用理解起來要難一些。

看起來A、B的執行有點像多線程，但協程的特點在于是一個線程執行，那和多線程比，協程有何優勢？

最大的優勢就是協程極高的執行效率。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，協程的性能優勢就越明顯。

第二大優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，在協程中控制共享資源不加鎖，只需要判斷狀態就好了，所以執行效率比多線程高很多。

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

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

來看例子：

傳統的生產者-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。

如果改用協程，生產者生產消息后，直接通過yield跳轉到消費者開始執行，待消費者執行完畢后，切換回生產者繼續生產，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，由一個線程執行，produce和consumer協作完成任務，所以稱為“協程”，而非線程的搶占式多任務。

最后套用Donald Knuth的一句話總結協程的特點：

“子程序就是協程的一種特例。”

以上是Python的協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資訊頻道！