python并发编程gevent模块以及猴子补丁学习

1.gevent模块简介

gevent是一个基于libev的并发库。它为各种并发和网络相关的任务提供了整洁的API。

gevent中用到的主要模式是greenlet，它是以C扩展模块形式接入Python的轻量级协程。 greenlet全部运行在主程序操作系统进程的内部，但它们被协作式地调度。

2.gevent程序举例

例程一：

import gevent
 
def foo():
    print('Running in foo')
    gevent.sleep(0)
    print('Explicit context switch to fooagain')
 
def bar():
    print('Explicit context to bar')
    gevent.sleep(0)
    print('Implicit context switch back tobar')
 
gevent.joinall([
    gevent.spawn(foo),
    gevent.spawn(bar),
])

例程二：

import gevent
import random
 
def task(pid):
    """
    Some non-deterministic task
    """
    gevent.sleep(random.randint(0,2)*0.001)
    print('Task %s done' % pid)
 
def synchronous():
    for i in range(1,10):
        task(i)
 
def asynchronous():
    threads = [gevent.spawn(task, i) for i inxrange(10)]
    gevent.joinall(threads)
 
print('Synchronous:')
synchronous()
 
print('Asynchronous:')
asynchronous()

例程三：

import time
import gevent
from gevent importselect
 
start = time.time()
tic = lambda: 'at%1.1f seconds' % (time.time() - start)
 
def gr1():
    # Busy waits for a second, but we don'twant to stick around...
    print('Started Polling: %s' % tic())
    select.select([], [], [], 2)
    print('Ended Polling: %s' % tic())
 
def gr2():
    # Busy waits for a second, but we don'twant to stick around...
    print('Started Polling: %s' % tic())
    select.select([], [], [], 2)
    print('Ended Polling: %s' % tic())
 
def gr3():
    print("Hey lets do some stuff whilethe greenlets poll, %s" % tic())
    gevent.sleep(1)
 
gevent.joinall([
    gevent.spawn(gr1),
    gevent.spawn(gr2),
    gevent.spawn(gr3),
])

备注：

（1）程序的重要部分是将任务函数封装到gevent.spawn。初始化的greenlet列表存放在数组threads中，此数组被传给gevent.joinall 函数，gevent.joinall会阻塞当前流程，并执行所有给定的greenlet，执行流程只会在所有greenlet执行完后才会继续向下走。

（2）gevent实现了python标准库里面大部分的阻塞式系统调用，包括socket、ssl、threading和select等模块，而将这些阻塞式调用变为协作式运行（参见猴子补丁部分）。

3.猴子补丁Monkey Patch

（1）猴子补丁的由来

猴子补丁的这个叫法起源于Zope框架，大家在修正Zope的Bug的时候经常在程序后面追加更新部分，这些被称作是“杂牌军补丁(guerillapatch)”，后来guerilla就渐渐的写成了gorllia(猩猩)，再后来就写了monkey(猴子)，所以猴子补丁的叫法是这么莫名其妙的得来的。

后来在动态语言中，不改变源代码而对功能进行追加和变更，统称为“猴子补丁”。所以猴子补丁并不是Python中专有的。猴子补丁这种东西充分利用了动态语言的灵活性，可以对现有的语言Api进行追加，替换，修改Bug，甚至性能优化等等。

使用猴子补丁的方式，gevent能够修改标准库里面大部分的阻塞式系统调用，包括socket、ssl、threading和 select等模块，而变为协作式运行。也就是通过猴子补丁的monkey.patch_xxx()来将python标准库中模块或函数改成gevent中的响应的具有协程的协作式对象。这样在不改变原有代码的情况下，将应用的阻塞式方法，变成协程式的。

（2）猴子补丁使用时的注意事项

猴子补丁的功能很强大，但是也带来了很多的风险，尤其是像gevent这种直接进行API替换的补丁，整个Python进程所使用的模块都会被替换，可能自己的代码能hold住，但是其它第三方库，有时候问题并不好排查，即使排查出来也是很棘手，所以，就像松本建议的那样，如果要使用猴子补丁，那么只是做功能追加，尽量避免大规模的API覆盖。

虽然猴子补丁仍然是邪恶的(evil)，但在这种情况下它是“有用的邪恶(useful evil)”。

（3）python中使用gevent的猴子补丁的举例

具体见下面的例子：

import socket
print(socket.socket)
 
print("Aftermonkey patch")
from gevent importmonkey
monkey.patch_socket()
print(socket.socket)
 
import select
print(select.select)
monkey.patch_select()
print("Aftermonkey patch")
print(select.select)

程序输出如下：

class 'socket.socket'
After monkey patch
class 'gevent.socket.socket'
 
built-in function select
After monkey patch
function select at 0x1924de8

学习资料参考于：

http://xlambda.com/gevent-tutorial/