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Python中協(xié)程coroutine適用場(chǎng)景分析

更新時(shí)間：2024年04月10日 09:38:59 作者：嗨學(xué)編程

多線程中可能出現(xiàn)多個(gè)線程爭(zhēng)搶變量,所以變量需要加鎖；協(xié)程中任一時(shí)刻都只有一個(gè)線程,所以變量不需要加鎖,這篇文章主要介紹了Python中協(xié)程（coroutine）詳解,需要的朋友可以參考下

一、協(xié)程和線程的比較及其適用場(chǎng)景

1 共用變量問(wèn)題

多線程中可能出現(xiàn)多個(gè)線程爭(zhēng)搶變量，所以變量需要加鎖；協(xié)程中任一時(shí)刻都只有一個(gè)線程，所以變量不需要加鎖。

但是協(xié)程雖然不像多線程爭(zhēng)搶變量但仍是和多線程一樣共用變量的，即共用變量在某處改變?cè)诹硗庖惶幰脮r(shí)也會(huì)發(fā)生改變。

2 協(xié)程的適用場(chǎng)景

從資源角度說(shuō)，協(xié)程只有一個(gè)線程只能使用一個(gè)cpu核，所以它適合用于IO密集（包括磁盤IO和網(wǎng)絡(luò)IO）函數(shù)，并不適用于計(jì)算密集函數(shù)。

從事情重復(fù)性說(shuō)，協(xié)程類似多線程，適用于被反復(fù)調(diào)用的函數(shù)（for或while），也可用于做不同事情的多個(gè)函數(shù)。

3 協(xié)程的切換

線程是由操作系統(tǒng)來(lái)控制切換的，并不需要我們自己來(lái)調(diào)度；但協(xié)程在操作系統(tǒng)中表現(xiàn)為一個(gè)線程，其調(diào)度操作系統(tǒng)無(wú)能為力，只得我們自己來(lái)實(shí)現(xiàn)。

await關(guān)鍵字表示該位置阻塞時(shí)可讓出cpu執(zhí)行，即切換到下一協(xié)程運(yùn)行；但追根究底對(duì)我們而言好像只有await asyncio.sleep()（另外還有future但這個(gè)暫不考慮吧）。

所以各協(xié)程間一定要在某個(gè)地方（尤其是循環(huán)內(nèi)）使用await asyncio.sleep()謙讓給其他協(xié)程，不然如果協(xié)程一直不謙讓那其他協(xié)程，那其他協(xié)程只能等該協(xié)程運(yùn)行完才能運(yùn)行了。

二、協(xié)程代碼實(shí)現(xiàn)

1 協(xié)程函數(shù)的定義

正常函數(shù)怎么寫就怎么寫，在def前面加上async即可。如：

async def say_after(delay, what):
    await asyncio.sleep(delay)
    print(what)

2 協(xié)程函數(shù)的調(diào)用

入口函數(shù)使用asyncio.run() 進(jìn)行調(diào)用。如：

import asyncio
async def main():
    print(f"started at {time.strftime('%X')}")
    print('hello world!')
    print(f"finished at {time.strftime('%X')}")
if __name__ == "__main__":
    # 入口函數(shù)通過(guò)asyncio.run()調(diào)用
    asyncio.run(main())

一般協(xié)程函數(shù)調(diào)用時(shí)在其前面加上await關(guān)鍵字進(jìn)行調(diào)用：

import asyncio
import time
async def say_after(delay, what):
    await asyncio.sleep(delay)
    print(what)
async def main():
    print(f"started at {time.strftime('%X')}")
    # 在前面加上await進(jìn)行調(diào)用
    # 這種形式和正常的同步執(zhí)行程序效果上沒(méi)什么區(qū)別，仍是執(zhí)行完上一步再執(zhí)行下一步
    await say_after(1, 'hello')
    await say_after(2, 'world')
    print(f"finished at {time.strftime('%X')}")
if __name__ == "__main__":
    # 入口函數(shù)通過(guò)asyncio.run()調(diào)用
    asyncio.run(main())

最后一種是通過(guò)asyncio.create_task()調(diào)用一般協(xié)程函數(shù)。

第二種調(diào)用方式也是調(diào)用一般協(xié)程函數(shù)，但是如果只是這么調(diào)用的話協(xié)程函數(shù)并沒(méi)有什么作用，比如上邊這個(gè)函數(shù)耗時(shí)仍然和正常的同步版本一樣是3秒。

協(xié)程的意義在正在于asyncio.create_task()調(diào)用形式，asyncio.create_task()可以將協(xié)程函數(shù)包裝成任務(wù)，多個(gè)任務(wù)之間可并行執(zhí)行。如下寫法只耗時(shí)2秒。

import asyncio
import time
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class TestAsync:
    async def say_after(self,delay, what):
        await asyncio.sleep(delay)
        print(what)
    async def main(self):
        print(f"started at {time.strftime('%X')}")
        task_list = []
        # 等價(jià)于[1,2]
        for i in range(1, 3, 1):
            # 步驟一、使用asyncio.create_task()調(diào)用協(xié)程函數(shù)，封裝成任務(wù)
            tmp_task = asyncio.create_task(self.say_after(i, 'hello'))
            task_list.append(tmp_task)
        # 第二步，await任務(wù)
        for tmp_task in task_list:
            await tmp_task
        print(f"finished at {time.strftime('%X')}")
if __name__ == "__main__":
    obj = TestAsync()
    asyncio.run(obj.main())

到此這篇關(guān)于Python中協(xié)程（coroutine）詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python協(xié)程coroutine內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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