python協程詳細解釋以及例子

智健發表於2023-03-29
Python

目錄

1.協程

協程不是計算機提供的，計算機只提供：程式、執行緒。協程時人工創造的一種使用者態切換的微程式，使用一個執行緒去來回切換多個程式

實現協程的幾種方法

  • greenlet：早期模組
  • yield關鍵字：可以儲存程式碼，儲存狀態
  • asyncio裝飾器（3.4）
  • async、await關鍵字（3.5）【推薦】

1.1greenlet實現協程

pip install greenlet

from greenlet import greenlet
def fun1():
  gre2.switch()#切換到fun2
  pass
def fun2():
  gre1.switch()#切換到fun1
  pass
gre1 = greenlet(func1)
gre2 = greenlet(func2)
gre1.switch()#先去執行fun1

1.2yield關鍵字實現協程

def func1():
    yield 1
    yield from func2()
    yield 2
    
def func2():
    yield 3
    yield 4
f1 = func1()
for item in f1:
    print(item,end=" ")
    
#列印結果
1 3 4 2

1.3使用asyncio模組實現協程

再python3.4版本之後才可以用（不用安裝，在標準庫中）

import asyncio
#使用該裝飾器裝飾後，該函式就是一個協程函式
@asyncio.coroutine
def func1():
    print(1)
    #遇到IO操作時，會自動切換到taks中的其他任務函式
    yield from asyncio.sleep(2)
    print(2)

@asyncio.coroutine
def func2():
    print(3)
    yield from asyncio.sleep(2)
    print(4)
    
#將兩個協程函式封裝成一個tasks列表
tasks = [
    asyncio.ensure_future(func1()),
    asyncio.ensure_future(func2())
]
#
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(func1())

1.4async & await關鍵字實現協程

import asyncio
#使用該裝飾器裝飾後，該函式就是一個協程函式

async def func1():
    print(1)
    #遇到IO操作時，會自動切換到tasks中的其他任務函式
    await asyncio.sleep(2)
    print(2)


async def func2():
    print(3)
    await asyncio.sleep(2)
    print(4)
    
#將兩個協程函式封裝成一個tasks列表
tasks = [
    asyncio.ensure_future(func1()),
    asyncio.ensure_future(func2())
]

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(tasks)

2.協程意義

線上程中如果遇到IO等待時間，執行緒不會傻等著，會利用空閒的時間去做其他事情，也就是程式非同步執行。

#協程請求資源使用第三方庫aiohttp
import aiohttp

3.非同步程式設計

3.1時間迴圈

理解成一個死迴圈，去檢測並執行某些程式碼

#虛擬碼
任務列表 = [task1,task2...]
while True:
  for 就緒任務 in 可執行任務列表:
    執行
  for 已完成任務 in 已完成任務列表:
    從任務列表中刪除

import asyncio 

#生成一個書簡迴圈
loop = asyncio.get_event_loop()
#將任務放到任務列表中
loop.run_until_complete(任務)

3.2案例

協程函式,

定義函式的時候，用async def 函式名

協程物件：執行協程函式的時候得到一個協程物件

async def func():
  pass
result = func()

注意：執行協程函式時得到的協程物件，函式內部程式碼不會執行

import asyncio
async def func():
  print("哈嘍")

f = func()#協程物件

loop = asyncio.get_event_loop()#建立迴圈物件
loop.run_until_complete(f)#透過迴圈物件執行協程物件

#python3.7可以直接
asyncio.run(f)

3.3await關鍵字

await + 可等待的物件 {協程物件，Future物件，Task物件} (類似於I O 等待)

import asyncio
async def func():
  print("哈嘍")
  re = await asyncio.sleep(2)
	print(re)
asyncio.run(func())

await就是等待物件的值得到結果後再繼續向下執行

import asyncio
async def other():
  print("start")
  await asyncio.sleep(2)
  print("end")
  return 1

async def fun():
  print("執行協程函式內部程式碼")
  #遇到IO操作時會掛起當前協程任務，等IO操作完成後再繼續往下執行，當前協程掛起時，時間迴圈物件可以執行其他協程任務
  re = await other()
  print("IO請求結束，結果為：",re)
  
asyncio.run(func())

#執行結果 
執行協程函式內部程式碼
start
end
IO請求結束，結果為： 1

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