一、協程
1.1協程的概念
協程，又稱微執行緒，纖程。英文名Coroutine。一句話說明什麼是執行緒：協程是一種使用者態的輕量級執行緒。（其實並沒有說明白~）
那麼這麼來理解協程比較容易：
執行緒是系統級別的，它們是由作業系統排程；協程是程式級別的，由程式設計師根據需要自己排程。我們把一個執行緒中的一個個函式叫做子程式，那麼子程式在執行過程中可以中斷去執行別的子程式；別的子程式也可以中斷回來繼續執行之前的子程式，這就是協程。也就是說同一執行緒下的一段程式碼執行著執行著就可以中斷，然後跳去執行另一段程式碼，當再次回來執行程式碼塊的時候，接著從之前中斷的地方開始執行。
比較專業的理解是：
協程擁有自己的暫存器上下文和棧。協程排程切換時，將暫存器上下文和棧儲存到其他地方，在切回來的時候，恢復先前儲存的暫存器上下文和棧。因此：協程能保留上一次呼叫時的狀態（即所有區域性狀態的一個特定組合），每次過程重入時，就相當於進入上一次呼叫的狀態，換種說法：進入上一次離開時所處邏輯流的位置。
1.2 協程的優缺點
協程的優點：
（1）無需執行緒上下文切換的開銷，協程避免了無意義的排程，由此可以提高效能（但也因此，程式設計師必須自己承擔排程的責任，同時，協程也失去了標準執行緒使用多CPU的能力）
（2）無需原子操作鎖定及同步的開銷
（3）方便切換控制流，簡化程式設計模型
（4）高併發+高擴充套件性+低成本：一個CPU支援上萬的協程都不是問題。所以很適合用於高併發處理。
協程的缺點：
（1）無法利用多核資源：協程的本質是個單執行緒,它不能同時將 單個CPU 的多個核用上,協程需要和程式配合才能執行在多CPU上.當然我們日常所編寫的絕大部分應用都沒有這個必要，除非是cpu密集型應用。
（2）進行阻塞（Blocking）操作（如IO時）會阻塞掉整個程式
2、Python中如何實現協程
2.1 yield實現協程
前文所述“子程式（函式）在執行過程中可以中斷去執行別的子程式；別的子程式也可以中斷回來繼續執行之前的子程式”，那麼很容易想到Python的yield，顯然yield是可以實現這種切換的。
def eater(name):
print("%s eat food" %name)
while True:
food = yield
print("done")
g = eater("gangdan")
print(g)
執行結果：
<generator object eater at 0x0000000002140FC0>
由執行結果可以證明g現在就是生成器函式
2.2 協程函式賦值過程
用的是yield的表示式形式，要先執行next()，讓函式初始化並停在yield，然後再send() ，send會在觸發下一次程式碼的執行時，給yield賦值
next()和send() 都是讓函式在上次暫停的位置繼續執行，
def creater(name): print(`%s start to eat food` %name) food_list = [] while True: food = yield food_list print(`%s get %s ,to start eat` %(name,food)) food_list.append(food) # 獲取生成器 builder = creater(`tom`) # 現在是執行函式，讓函式初始化 next(builder) print(builder.send(`包子`)) print(builder.send(`骨頭`)) print(builder.send(`菜湯`)) 執行結果：
tom start to eat food tom get 包子 ,to start eat [`包子`] tom get 骨頭 ,to start eat [`包子`, `骨頭`] tom get 菜湯 ,to start eat [`包子`, `骨頭`, `菜湯`]
需要注意的是每次都需要先執行next()函式，讓程式停留在yield位置。
如果有多個這樣的函式都需要執行next()函式，讓程式停留在yield位置。為了防止忘記初始化next操作，需要用到裝飾器來解決此問題
def init(func):
def wrapper(*args,**kwargs):
builder = func(*args,**kwargs)
next(builder) # 這個地方是關鍵可以使用builder.send("None")，第一次必須傳入None。
return builder
return wrapper
@init
def creater(name):
print(`%s start to eat food` %name)
food_list = []
while True:
food = yield food_list
print(`%s get %s ,to start eat` %(name,food))
food_list.append(food)
# 獲取生成器
builder = creater("tom")
# 現在是直接執行函式，無須再函式初始化
print(builder.send(`包子`))
print(builder.send(`骨頭`))
print(builder.send(`菜湯`))
執行結果：
tom start to eat food tom get 包子 ,to start eat [`包子`] tom get 骨頭 ,to start eat [`包子`, `骨頭`] tom get 菜湯 ,to start eat [`包子`, `骨頭`, `菜湯`] 2.3 協程函式簡單應用
請給Tom投餵食物
def init(func):
def wrapper(*args,**kwargs):
builder = func(*args,**kwargs)
next(builder)
return builder
return wrapper
@init
def creater(name):
print(`%s start to eat food` %name)
food_list = []
while True:
food = yield food_list
print(`%s get %s ,to start eat` %(name,food))
food_list.append(food)
def food():
builder = creater("Tom")
while True:
food = input("請給Tom投餵食物：").strip()
if food == "q":
print("投喂結束")
return 0
else:
builder.send(food)
if __name__ == `__main__`:
food()
執行結果：
Tom start to eat food 請給Tom投餵食物：骨頭 Tom get 骨頭 ,to start eat 請給Tom投餵食物：菜湯 Tom get 菜湯 ,to start eat 請給Tom投餵食物：q 投喂結束
2.4 協程函式的應用
實現linux中”grep -rl error <目錄>”命令，過濾一個檔案下的子檔案、字資料夾的內容中的相應的內容的功能程式
首先了解一個OS模組中的walk方法,能夠把引數中的路徑下的資料夾開啟並返回一個元組
>>> import os # 匯入模組 >>> os.walk(r"E:Pythonscript") #使用r 是讓字串中的符號沒有特殊意義，針對的是轉義 <generator object walk at 0x00000000035D3F10> >>> g = os.walk(r"E:Pythonscript") >>> next(g) (`E:\Python\script`, [`.idea`, `函式`], [])
返回的是一個元組，第一個元素是檔案的路徑，第二個是資料夾，第三個是該路徑下的檔案
這裡需要用到一個寫程式的思想：程式導向程式設計
二、程式導向程式設計
程式導向：核心是過程二字，過程及即解決問題的步驟，基於程式導向設計程式就是一條工業流水線，是一種機械式的思維方式。流水線式的程式設計思想，在設計程式時，需要把整個流程設計出來
優點：
1：體系結構更加清晰
2：簡化程式的複雜度
缺點：
可擴充套件性極其的差，所以說程式導向的應用場景是：不需要經常變化的軟體，如：linux核心，httpd，git等軟體
下面就根據程式導向的思想完成協程函式應用中的功能
目錄結構：
test ├── aa │ ├── bb1 │ │ └── file2.txt │ └── bb2 │ └── file3.txt └─ file1.txt 檔案內容： file1.txt：error123 file2.txt：123 file3.txt：123error
程式流程
第一階段：找到所有檔案的絕對路徑
第二階段：開啟檔案
第三階段：迴圈讀取每一行
第四階段：過濾“error”
第五階段：列印該行屬於的檔名
第一階段：找到所有檔案的絕對路徑
g是一個生成器，就能夠用next()執行，每次next就是執行一次，這裡的執行結果是依次開啟檔案的路徑
>>> import os >>> g = os.walk(r"E:Pythonscript函式 est") >>> next(g) (`E:\Python\script\函式\test`, [`aa`], []) >>> next(g) (`E:\Python\script\函式\test\aa`, [`bb1`, `bb2`], [`file1.txt`]) >>> next(g) (`E:\Python\script\函式\test\aa\bb1`, [], [`file2.txt`]) >>> next(g) (`E:\Python\script\函式\test\aa\bb2`, [], [`file3.txt`]) >>> next(g) Traceback (most recent call last): File "<input>", line 1, in <module> StopIteration
我們在開啟檔案的時候需要找到檔案的絕對路徑，現在可以通過字串拼接的方法把第一部分和第三部分進行拼接
用迴圈開啟：
import os dir_g = os.walk(r"E:Pythonscript函式 est") for dir_path in dir_g: print(dir_path)
結果：
(`E:\Python\script\函式\test`, [`aa`], []) (`E:\Python\script\函式\test\aa`, [`bb1`, `bb2`], [`file1.txt`]) (`E:\Python\script\函式\test\aa\bb1`, [], [`file2.txt`]) (`E:\Python\script\函式\test\aa\bb2`, [], [`file3.txt`])
將查詢出來的檔案和路徑進行拼接，拼接成絕對路徑
import os dir_g = os.walk(r"E:Pythonscript函式 est") for dir_path in dir_g: for file in dir_path[2]: file = "%s\%s" %(dir_path[0],file) print(file)
執行結果：
E:Pythonscript函式 estaafile1.txt E:Pythonscript函式 estaab1file2.txt E:Pythonscript函式 estaab2file3.txt
用函式實現:
import os def search(): while True: dir_name = yield dir_g = os.walk(dir_name) for dir_path in dir_g: for file in dir_path[2]: file = "%s\%s" %(dir_path[0],file) print(file) g = search() next(g) g.send(r"E:Pythonscript函式 est")
為了把結果返回給下一流程
@init # 初始化生成器 def search(target): while True: dir_name = yield dir_g = os.walk(dir_name) for pardir,_,files in dir_g: for file in files: abspath = r"%s\%s" %(pardir,file) target.send(abspath)
第二階段：開啟檔案
@init def opener(target): while True: abspath=yield with open(abspath,`rb`) as f: target.send((abspath,f))
第三階段：迴圈讀出每一行內容
@init def cat(target): while True: abspath,f=yield #(abspath,f) for line in f: res=target.send((abspath,line)) if res:break
第四階段：過濾
@init def grep(pattern,target): tag=False while True: abspath,line=yield tag tag=False if pattern in line: target.send(abspath) tag=True
第五階段：列印該行屬於的檔名
@init def printer(): while True: abspath=yield print(abspath) g = search(opener(cat(grep(`error`.encode(`utf-8`), printer())))) g.send(r`E:Pythonscript函式 est`)
執行結果：
E:Pythonscript函式 estaafile1.txt E:Pythonscript函式 estaab2file3.txt