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Python中协程coroutine适用场景分析

2024-04-10 09:38:59 作者：嗨学编程

多线程中可能出现多个线程争抢变量,所以变量需要加锁；协程中任一时刻都只有一个线程,所以变量不需要加锁,这篇文章主要介绍了Python中协程（coroutine）详解,需要的朋友可以参考下

一、协程和线程的比较及其适用场景

1 共用变量问题

多线程中可能出现多个线程争抢变量，所以变量需要加锁；协程中任一时刻都只有一个线程，所以变量不需要加锁。

但是协程虽然不像多线程争抢变量但仍是和多线程一样共用变量的，即共用变量在某处改变在另外一处引用时也会发生改变。

2 协程的适用场景

从资源角度说，协程只有一个线程只能使用一个cpu核，所以它适合用于IO密集（包括磁盘IO和网络IO）函数，并不适用于计算密集函数。

从事情重复性说，协程类似多线程，适用于被反复调用的函数（for或while），也可用于做不同事情的多个函数。

3 协程的切换

线程是由操作系统来控制切换的，并不需要我们自己来调度；但协程在操作系统中表现为一个线程，其调度操作系统无能为力，只得我们自己来实现。

await关键字表示该位置阻塞时可让出cpu执行，即切换到下一协程运行；但追根究底对我们而言好像只有await asyncio.sleep()（另外还有future但这个暂不考虑吧）。

所以各协程间一定要在某个地方（尤其是循环内）使用await asyncio.sleep()谦让给其他协程，不然如果协程一直不谦让那其他协程，那其他协程只能等该协程运行完才能运行了。

二、协程代码实现

1 协程函数的定义

正常函数怎么写就怎么写，在def前面加上async即可。如：

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

2 协程函数的调用

入口函数使用asyncio.run() 进行调用。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__":
    # 入口函数通过asyncio.run()调用
    asyncio.run(main())

一般协程函数调用时在其前面加上await关键字进行调用：

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进行调用
    # 这种形式和正常的同步执行程序效果上没什么区别，仍是执行完上一步再执行下一步
    await say_after(1, 'hello')
    await say_after(2, 'world')
    print(f"finished at {time.strftime('%X')}")
if __name__ == "__main__":
    # 入口函数通过asyncio.run()调用
    asyncio.run(main())

最后一种是通过asyncio.create_task()调用一般协程函数。

第二种调用方式也是调用一般协程函数，但是如果只是这么调用的话协程函数并没有什么作用，比如上边这个函数耗时仍然和正常的同步版本一样是3秒。

协程的意义在正在于asyncio.create_task()调用形式，asyncio.create_task()可以将协程函数包装成任务，多个任务之间可并行执行。如下写法只耗时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 = []
        # 等价于[1,2]
        for i in range(1, 3, 1):
            # 步骤一、使用asyncio.create_task()调用协程函数，封装成任务
            tmp_task = asyncio.create_task(self.say_after(i, 'hello'))
            task_list.append(tmp_task)
        # 第二步，await任务
        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())

到此这篇关于Python中协程（coroutine）详解的文章就介绍到这了,更多相关Python协程coroutine内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！