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来源:nMask's Blog
thief.one/2017/02/20/Python%E5%8D%8F%E7%A8%8B/
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真正有知识的人的成长过程,就像麦穗的成长过程:麦穗空的时候,麦子长得很快,麦穗骄傲地高高昂起,但是,麦穗成熟饱满时,它们开始谦虚,垂下麦芒。
——蒙田《蒙田随笔全集》
上篇《
Python 多线程鸡年不鸡肋
》论述了关于python多线程是否是鸡肋的问题,得到了一些网友的认可,当然也有一些不同意见,表示协程比多线程不知强多少,在协程面前多线程算是鸡肋。好吧,对此我也表示赞同,然而上篇我论述的观点不在于多线程与协程的比较,而是在于IO密集型程序中,多线程尚有用武之地。
对于协程,我表示其效率确非多线程能比,但本人对此了解并不深入,因此最近几日参考了一些资料,学习整理了一番,在此分享出来仅供大家参考,如有谬误请指正,多谢。申明:本文介绍的协程是入门级别,大神请绕道而行,谨防入坑。
文章思路:本文将先介绍协程的概念,然后分别介绍Python2.x与3.x下协程的用法,最终将协程与多线程做比较并介绍异步爬虫模块。
协程
概念
协程,又称微线程,纤程,英文名Coroutine。协程的作用,是在执行函数A时,可以随时中断,去执行函数B,然后中断继续执行函数A(可以自由切换)。但这一过程并不是函数调用(没有调用语句),这一整个过程看似像多线程,然而协程只有一个线程执行。
优势
说明:协程可以处理IO密集型程序的效率问题,但是处理CPU密集型不是它的长处,如要充分发挥CPU利用率可以结合多进程+协程。
以上只是协程的一些概念,可能听起来比较抽象,那么我结合代码讲一讲吧。这里主要介绍协程在Python的应用,Python2对协程的支持比较有限,生成器的yield实现了一部分但不完全,gevent模块倒是有比较好的实现;Python3.4以后引入了asyncio模块,可以很好的使用协程。
Python2.x协程
python2.x协程应用:
python2.x中支持协程的模块不多,gevent算是比较常用的,这里就简单介绍一下gevent的用法。
Gevent
gevent是第三方库,通过greenlet实现协程,其基本思想:
当一个greenlet遇到IO操作时,比如访问网络,就自动切换到其他的greenlet,等到IO操作完成,再在适当的时候切换回来继续执行。由于IO操作非常耗时,经常使程序处于等待状态,有了gevent为我们自动切换协程,就保证总有greenlet在运行,而不是等待IO。
Install
pip install gevent
最新版貌似支持windows了,之前测试好像windows上运行不了……
Usage
首先来看一个简单的爬虫例子:
#! -*- coding:utf-8 -*-
import
gevent
from
gevent
import
monkey
;
monkey
.
patch_all
()
import
urllib2
def
get_body
(
i
)
:
print
"start"
,
i
urllib2
.
urlopen
(
"http://cn.bing.com"
)
print
"end"
,
i
tasks
=
[
gevent
.
spawn
(
get_body
,
i
)
for
i
in
range
(
3
)]
gevent
.
joinall
(
tasks
)
运行结果:
start
0
start
1
start
2
end
2
end
0
end
1
说明:从结果上来看,执行get_body的顺序应该先是输出”start”,然后执行到urllib2时碰到IO堵塞,则会自动切换运行下一个程序(继续执行get_body输出start),直到urllib2返回结果,再执行end。也就是说,程序没有等待urllib2请求网站返回结果,而是直接先跳过了,等待执行完毕再回来获取返回值。值得一提的是,在此过程中,只有一个线程在执行,因此这与多线程的概念是不一样的。
换成多线程的代码看看:
import
threading
import
urllib2
def
get_body
(
i
)
:
print
"start"
,
i
urllib2
.
urlopen
(
"http://cn.bing.com"
)
print
"end"
,
i
for
i
in
range
(
3
)
:
t
=
threading
.
Thread
(
target
=
get_body
,
args
=
(
i
,))
t
.
start
()
运行结果:
start
0
start
1
start
2
end
1
end
2
end
0
说明:从结果来看,多线程与协程的效果一样,都是达到了IO阻塞时切换的功能。不同的是,多线程切换的是线程(线程间切换),协程切换的是上下文(可以理解为执行的函数)。而切换线程的开销明显是要大于切换上下文的开销,因此当线程越多,协程的效率就越比多线程的高。(猜想多进程的切换开销应该是最大的)
Gevent使用说明
Python3.x协程
为了测试Python3.x下的协程应用,我在virtualenv下安装了python3.6的环境。
python3.x协程应用:
Python3.4以后引入了asyncio模块,可以很好的支持协程。
asynico
asyncio是Python 3.4版本引入的标准库,直接内置了对异步IO的支持。asyncio的异步操作,需要在coroutine中通过yield from完成。
Usage
例子:(需在python3.4以后版本使用)
import
asyncio
@
asyncio
.
coroutine
def
test
(
i
)
:
print
(
"test_1"
,
i
)
r
=
yield
from
asyncio
.
sleep
(
1
)
print
(
"test_2"
,
i
)
loop
=
asyncio
.
get_event_loop
()
tasks
=
[
test
(
i
)
for
i
in
range
(
5