Python中协程（coroutine）详解

方家河农夫

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：

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

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2 协程函数的调用
入口函数使用asyncio.run() 进行调用。如：

1. import asyncio
4. async def main():
5.     print(f"started at {time.strftime('%X')}")
7.     print('hello world!')
9.     print(f"finished at {time.strftime('%X')}")
11. if __name__ == "__main__":
12.     # 入口函数通过asyncio.run()调用
13.     asyncio.run(main())

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一般协程函数调用时在其前面加上await关键字进行调用：

1. import asyncioimport timeasync def say_after(delay, what):
2.     await asyncio.sleep(delay)
3.     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())

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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。

1. import asyncio
2. import time
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5. class TestAsync:
6.     async def say_after(self,delay, what):
7.         await asyncio.sleep(delay)
8.         print(what)
10.     async def main(self):
11.         print(f"started at {time.strftime('%X')}")
13.         task_list = []
14.         # 等价于[1,2]
15.         for i in range(1, 3, 1):
16.             # 步骤一、使用asyncio.create_task()调用协程函数，封装成任务
17.             tmp_task = asyncio.create_task(self.say_after(i, 'hello'))
18.             task_list.append(tmp_task)
20.         # 第二步，await任务
21.         for tmp_task in task_list:
22.             await tmp_task
24.         print(f"finished at {time.strftime('%X')}")
26. if __name__ == "__main__":
27.     obj = TestAsync()
28.     asyncio.run(obj.main())

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来源:https://www.cnblogs.com/Pythonmiss/p/18124122
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