本文例項講述了Python 協程操作之gevent(yield阻塞，greenlet)，協程實現多工(有規律的交替協作執行)用法。分享給大家供大家參考，具體如下：

實現多工：程序消耗的資源最大，執行緒消耗的資源次之，協程消耗的資源最少(單執行緒)。

gevent實現協程，gevent是通過阻塞程式碼(例如網路延遲等)來自動切換要執行的任務，所以在進行IO密集型程式時(例如爬蟲)，使用gevent可以提高效率(有效利用網路延遲的時間去執行其他任務)。

GIL(全域性直譯器鎖)是C語言版本的Python直譯器中專有的，GIL的存在讓多執行緒的效率變低(哪個執行緒搶到鎖,就執行哪個執行緒)。在IO密集型程式中,多執行緒依然比單執行緒效率高(GIL通過IO阻塞自動切換多執行緒)。

解決GIL(全域性直譯器鎖)的問題的三種方法：1、不要用C語言版本的Python直譯器。2、讓子執行緒執行其他語言程式碼(例如:主執行緒執行Python程式碼，子執行緒執行C語言程式碼(C語言的動態庫))。3、多程序代替多執行緒(多程序可以利用多核CPU)。

demo.py（協程底層原理,yield）：

import time
# 帶yield的函式並不是函式，而是一個生成器模板，返回一個生成器(可用於遍歷迭代)
def task_1():
  while True:
    time.sleep(0.1)
    yield # 阻塞，等待next迭代解阻塞
def task_2():
  while True:
    time.sleep(0.1)
    yield
def main():
  t1 = task_1() # 返回的t1是一個生成器。 此時並未執行task_1中的程式碼
  t2 = task_2()
  # 先讓t1執行一會，當t1中遇到yield的時候，再返回到24行，然後
  # 執行t2，當它遇到yield的時候，再次切換到t1中
  # 這樣t1/t2/t1/t2的交替執行，最終實現了多工....協程
  while True:
    next(t1) # 執行task_1中的程式碼，遇到yield阻塞task_1。 等待下一次next啟用。
    next(t2) # 實現task_1與task_2交替執行，實現多工...協程
if __name__ == "__main__":
  main()

demo.py（greenlet實現協程，封裝了yield）：

from greenlet import greenlet # 需要安裝greenlet模組 sudo pip3 install greenlet (python2.x使用pip) 
import time
def test1():
  while True:
    print("---A--")
    gr2.switch()  # 切換到gr2中的任務。
    time.sleep(0.5)
def test2():
  while True:
    print("---B--")
    gr1.switch()  # 切換到gr1中的任務。
    time.sleep(0.5)
gr1 = greenlet(test1) # greenlet 底層封裝了yield。
gr2 = greenlet(test2)
#切換到gr1中執行
gr1.switch()

demo.py（gevent實現協程，封裝了greenlet，遇到阻塞程式碼自動切換協程任務）：

import gevent # 需要安裝gevent模組 sudo pip3 install gevent (python2.x使用pip) 
import time
def f1(n):
  for i in range(n):
    print(gevent.getcurrent(),i)
    gevent.sleep(0.5)  # 為了提高協程效率,遇到阻塞類程式碼,會自動切換協程任務。
    # time.sleep(0.5)  # 阻塞類程式碼必須使用gevent自己包裝的程式碼，原生阻塞類程式碼不會切換協程任務。 
              # 可以使用monkey.patch_all()將所有原生阻塞類程式碼替換成gevent包裝的阻塞類程式碼。 
def f2(n):
  for i in range(n):
    print(gevent.getcurrent(),i) # <Greenlet "Greenlet-0" at 0x7f4a09b34648: f1(5)> 0
    gevent.sleep(0.5)
    # time.sleep(0.5)
def f3(n):
  for i in range(n):
    print(gevent.getcurrent(),i)
    gevent.sleep(0.5)
    # time.sleep(0.5)
g1 = gevent.spawn(f1,5) # gevent其實是對greenlet的封裝。
g2 = gevent.spawn(f2,5) # 第一個引數f2表示協程執行的具體任務(函式)，第二個引數5表示要傳給f2的引數
g3 = gevent.spawn(f3,5)
g1.join()  # 遇到阻塞類程式碼,自動切換協程任務。
g2.join()
g3.join()

執行結果：

<Greenlet at 0x1985030: f1(5)> 0
<Greenlet at 0x1b431c8: f2(5)> 0
<Greenlet at 0x1b43140: f3(5)> 0
<Greenlet at 0x1985030: f1(5)> 1
<Greenlet at 0x1b431c8: f2(5)> 1
<Greenlet at 0x1b43140: f3(5)> 1
<Greenlet at 0x1985030: f1(5)> 2
<Greenlet at 0x1b431c8: f2(5)> 2
<Greenlet at 0x1b43140: f3(5)> 2
<Greenlet at 0x1985030: f1(5)> 3
<Greenlet at 0x1b431c8: f2(5)> 3
<Greenlet at 0x1b43140: f3(5)> 3
<Greenlet at 0x1985030: f1(5)> 4
<Greenlet at 0x1b431c8: f2(5)> 4
<Greenlet at 0x1b43140: f3(5)> 4

demo.py（gevent打補丁，monkey自動替換原生阻塞類程式碼。重要，常用）：

import gevent # 需要安裝gevent模組 sudo pip3 install gevent (python2.x使用pip)
import time
from gevent import monkey
# gevent打補丁
monkey.patch_all() # 將所有原生阻塞類程式碼自動替換成gevent包裝的阻塞類程式碼。 
def f1(n):
  for i in range(n):
    print(gevent.getcurrent(),i)
    time.sleep(0.5) # 會自動替換成 gevent.sleep(0.5)
def f2(n):
  for i in range(n):
    print(gevent.getcurrent(),i)
    time.sleep(0.5)
def f3(n):
  for i in range(n):
    print(gevent.getcurrent(),i)
    time.sleep(0.5)
# g1 = gevent.spawn(f1,5)
# g2 = gevent.spawn(f2,5)
# g3 = gevent.spawn(f3,5)
# g1.join()
# g2.join()
# g3.join()
# 一種簡便寫法
gevent.joinall([
    gevent.spawn(f1,5),gevent.spawn(f2,gevent.spawn(f3,5)
])

執行結果：

<Greenlet at 0x22e0938: f1(5)> 0
<Greenlet at 0x22e09c0: f2(5)> 0
<Greenlet at 0x22e0a48: f3(5)> 0
<Greenlet at 0x22e0938: f1(5)> 1
<Greenlet at 0x22e09c0: f2(5)> 1
<Greenlet at 0x22e0a48: f3(5)> 1
<Greenlet at 0x22e0938: f1(5)> 2
<Greenlet at 0x22e09c0: f2(5)> 2
<Greenlet at 0x22e0a48: f3(5)> 2
<Greenlet at 0x22e0938: f1(5)> 3
<Greenlet at 0x22e09c0: f2(5)> 3
<Greenlet at 0x22e0a48: f3(5)> 3
<Greenlet at 0x22e0938: f1(5)> 4
<Greenlet at 0x22e09c0: f2(5)> 4
<Greenlet at 0x22e0a48: f3(5)> 4

demo.py（gevent底層原理）：

import socket
import time
tcp_server_tcp = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
tcp_server_tcp.bind(("",7899))
tcp_server_tcp.listen(128)
tcp_server_tcp.setblocking(False) # 設定套接字為非堵塞的方式。 (接收資料時如果沒有接到資料(阻塞)那麼就拋異常,否則正常接收資料。)
client_socket_list = list() # 用於儲存與客戶端連線的套接字。
while True:
  # time.sleep(0.5)
  try:
    new_socket,new_addr = tcp_server_tcp.accept() # 用拋異常的方式代替阻塞。
  except Exception as ret:
    print("---沒有新的客戶端到來---")
  else:
    print("---只要沒有產生異常，那麼也就意味著 來了一個新的客戶端----")
    new_socket.setblocking(False) # 設定套接字為非堵塞的方式。 (如果需要阻塞就直接拋異常代替阻塞)
    client_socket_list.append(new_socket)
  for client_socket in client_socket_list:
    try:
      recv_data = client_socket.recv(1024)  # 用拋異常的方式代替阻塞。
    except Exception as ret:
      print("----這個客戶端還沒有傳送過來資料----")
    else:
      if recv_data:
        # 對方傳送過來資料
        print("----客戶端傳送過來了資料-----")
      else:
        # 對方呼叫close 導致了 recv返回
        client_socket.close()
        client_socket_list.remove(client_socket)
        print("---客戶端已經關閉----")

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希望本文所述對大家Python程式設計有所幫助。