python協程

學習一時爽，一直學習一直爽

  

協程是實作并發程式設計的一種方式。

https://docs.python.org/zh-cn/3/library/asyncio.html

一說并發，你肯定想到了多線程 / 多程序模型，沒錯，多線程 / 多程序，正是解決并發問題的經典模型之一

協程：是單線程下的并發，又稱微線程。

英文名 Coroutine。

協程比線程的機關更小——協程

注意協程這個概念完全是程式員自己想出來的東西，它對于作業系統來說根本不存在。作業系統隻知道程序和線程。

從

import time
def print_num(num):
    print("Maoli is printing " + str(num) + " nows" )
    time.sleep(1)
    print("Maoli prints" + str(num) + " OK")
def main(nums):
    for num in nums:
        print_num(num)
%time main([i for i in range(1,6)])
Maoli is printing 1 nows
Maoli prints1 OK
Maoli is printing 2 nows
Maoli prints2 OK
Maoli is printing 3 nows
Maoli prints3 OK
Maoli is printing 4 nows
Maoli prints4 OK
Maoli is printing 5 nows
Maoli prints5 OK
Wall time: 5 s      

将上面代碼改為協程版

注意 py 版本 3.7 以上

import asyncio
async def print_num(num):
    print("Maoli is printing " + str(num) + " nows" )
    await asyncio.sleep(1)
    print("Maoli prints" + str(num) + " OK")
async def main(nums):
    for num in nums:
        await print_num(num)
%time asyncio.run(main([i for i in range(1,6)]))
Maoli is printing 1 nows
Maoli prints1 OK
Maoli is printing 2 nows
Maoli prints2 OK
Maoli is printing 3 nows
Maoli prints3 OK
Maoli is printing 4 nows
Maoli prints4 OK
Maoli is printing 5 nows
Maoli prints5 OK
Wall time: 5.01 s      

asyncio.run() 函數用來運作最高層級的入口點 "main()" 函數

await 是同步調用等待一個協程。以下代碼段會在等待 1 秒後列印 num，

可等待對象

如果一個對象可以在 await 語句中使用，那麼它就是 可等待 對象

協程中的還一個重要概念，任務（Task）

如果寫一個數字是一個任務，那麼毛利我要完成 5 個任務

毛利我寫個 1-5 都這麼慢，不行，我要加速寫

asyncio.create_task() 函數用來并發運作作為 asyncio 任務 的多個協程。

import asyncio
async def print_num(num):
    print("Maoli is printing " + str(num) + " nows" )
    await asyncio.sleep(1)
    print("Maoli prints" + str(num) + " OK")
async def main(nums):
    tasks = [asyncio.create_task(print_num(num)) for num in nums]
    for task in tasks:
        await task
%time asyncio.run(main([i for i in range(1,6)]))
Maoli is printing 1 nows
Maoli is printing 2 nows
Maoli is printing 3 nows
Maoli is printing 4 nows
Maoli is printing 5 nows
Maoli prints1 OK
Maoli prints3 OK
Maoli prints5 OK
Maoli prints2 OK
Maoli prints4 OK
Wall time: 1.01 s      

還可以寫成 

await asyncio.gather(*tasks)

這種方法

import asyncio
async def print_num(num):
    print("Maoli is printing " + str(num) + " nows" )
    await asyncio.sleep(1)
    print("Maoli prints" + str(num) + " OK")
async def main(nums):
    tasks = [asyncio.create_task(print_num(num)) for num in nums]
    await asyncio.gather(*tasks)
%time asyncio.run(main([i for i in range(1,6)]))      

*tasks 解包清單，将清單變成了函數的參數；與之對應的是， ** dict 将字典變成了函數的參數。

asyncio 隊列

import asyncio
import random
async def consumer(queue, id):
    while True:
        val = await queue.get()
        print('{} get a val: {}'.format(id, val))
        await asyncio.sleep(1)
async def producer(queue, id):
    for i in range(5):
        val = random.randint(1, 10)
        await queue.put(val)
        print('{} put a val: {}'.format(id, val))
        await asyncio.sleep(1)
async def main():
    # 建立隊列
    queue = asyncio.Queue()
    # 消費者1号
    consumer_1 = asyncio.create_task(consumer(queue, 'consumer_1'))
    # 消費者2号
    consumer_2 = asyncio.create_task(consumer(queue, 'consumer_2'))
    # 生産者1号
    producer_1 = asyncio.create_task(producer(queue, 'producer_1'))
    # 生産者2号
    producer_2 = asyncio.create_task(producer(queue, 'producer_2'))
    # stop 10秒
    await asyncio.sleep(10)
    consumer_1.cancel()
    consumer_2.cancel()
    await asyncio.gather(consumer_1, consumer_2, producer_1, producer_2, return_exceptions=True)
%time asyncio.run(main())