持续创作，加速成长！这是我参与「掘金日新计划 · 10 月更文挑战」的第19天，点击查看活动详情
背景
协程（Coroutine），也可以被称为微线程，是一种用户态内的上下文切换技术
简而言之，其实就是通过一个线程实现代码块相互切换执行
def func1():
print(1)
...
print(2)
def func2():
print(3)
...
print(4)
func1()
func2()
上述代码是普通的函数定义和执行，按流程分别执行两个函数中的代码，并先后会输出：1、2、3、4
但如果介入协程技术那么就可以实现函数见代码切换执行，最终输入：1、3、2、4
协程的实现
在Python中有多种方式可以实现协程
- greenlet，是一个第三方模块，用于实现协程代码（Gevent协程就是基于greenlet实现）
- yield，生成器，借助生成器的特点也可以实现协程代码
- asyncio，在Python3.4中引入的模块用于编写协程代码
- async & awiat，在Python3.5中引入的两个关键字，结合asyncio模块可以更方便的编写协程代码
1.1 greenlet
greentlet 是一个第三方模块，需要提前安装 pip3 install greenlet才能使用
from greenlet import greenlet
def func1():
print(1) # 第1步：输出 1
gr2.switch() # 第3步：切换到 func2 函数
print(2) # 第6步：输出 2
gr2.switch() # 第7步：切换到 func2 函数，从上一次执行的位置继续向后执行
def func2():
print(3) # 第4步：输出 3
gr1.switch() # 第5步：切换到 func1 函数，从上一次执行的位置继续向后执行
print(4) # 第8步：输出 4
gr1 = greenlet(func1)
gr2 = greenlet(func2)
gr1.switch() # 第1步：去执行 func1 函数
注意：switch 中也可以传递参数用于在切换执行时相互传递值
1.2 yield
基于 Python 的生成器的 yield 和yield form关键字实现协程代码
def func1():
yield 1
yield from func2()
yield 2
def func2():
yield 3
yield 4
f1 = func1()
for item in f1:
print(item)
注意：yield form 关键字是在 Python 3.3 中引入的
1.3 asyncio
在 Python 3.4 之前官方未提供协程的类库，一般大家都是使用 greenlet 等其他来实现
在 Python 3.4 发布后官方正式支持协程，即：asyncio模块
import asyncio
@asyncio.coroutine
def func1():
print(1)
yield from asyncio.sleep(2) # 遇到IO耗时操作，自动化切换到tasks中的其他任务
print(2)
@asyncio.coroutine
def func2():
print(3)
yield from asyncio.sleep(2) # 遇到IO耗时操作，自动化切换到tasks中的其他任务
print(4)
tasks = [
asyncio.ensure_future( func1() ),
asyncio.ensure_future( func2() )
]
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
注意：基于asyncio模块实现的协程比之前的要更厉害，因为他的内部还集成了遇到IO耗时操作自动切花的功能。
1.4 async & awit
- async & awit 关键字在 Python 3.5 版本中正式引入，基于他编写的协程代码其实就是上一示例的加强版，让代码可以更加简便
- Python 3.8 之后
@asyncio.coroutine装饰器就会被移除，推荐使用 async & awit 关键字实现协程代码
import asyncio
async def func1():
print(1)
await asyncio.sleep(2)
print(2)
async def func2():
print(3)
await asyncio.sleep(2)
print(4)
tasks = [
asyncio.ensure_future(func1()),
asyncio.ensure_future(func2())
]
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
1.5 小结
关于协程有多种实现方式，目前主流使用是 Python 官方推荐的 asyncio 模块和 async&await 关键字的方式，例如：在tonado、sanic、fastapi、django3 中均已支持
