一直對gevent執行流程比較模糊，最近看原始碼略有所得，不敢獨享，故分享之。

gevent是一個高效能網路庫，底層是libevent，1.0版本之後是libev，核心是greenlet。gevent和eventlet是親近，唯一不同的是eventlet是自己實現的事件驅動，而gevent是使用libev。兩者都有廣泛的應用，如OpenStack底層網路通訊使用eventlet，goagent是使用gevent。

要想理解gevent首先要理解gevent的排程流程，gevent中有一個hub的概念，也就是下圖的MainThread，用於排程所有其它的greenlet例項(下圖Coroutine)。 其實hub也是一個greenlet,只不過特殊一些。 看下圖我們會發現每次從hub切換到一個greenlet後，都會回到hub，這就是gevent的關鍵。 注意：gevent中並沒有greenlet鏈的說法，所有都是向主迴圈註冊greenlet.switch方法，主迴圈在合適的時機切換回來。

也許大家會好奇，為什麼採用這種模式，為什麼每次都要切換到hub？我想理由有二：

1.hub是事件驅動的核心，每次切換到hub後將繼續迴圈事件。如果在一個greenlet中不出來，那麼其它greenlet將得不到呼叫。

2.維持兩者關係肯定比維持多個關係簡單。每次我們所關心的就是hub以及當前greenlet，不需要考慮各個greenlet之間關係。

我們看看最簡單的gevent.sleep發生了什麼？

我們先想想最簡單的sleep(0)該如何排程？根據上面很明顯

1.向事件迴圈註冊當前greenlet的switch函式

2.切換到hub，執行主事件迴圈

[python]  view plain  copy

1. def sleep(seconds=0, ref=True):  
2.     hub = get_hub()  
3.     loop = hub.loop  
4.     if seconds <= 0:  
5.         waiter = Waiter()  
6.         loop.run_callback(waiter.switch)  
7.         waiter.get()  
8.     else:  
9.         hub.wait(loop.timer(seconds, ref=ref))  

當seconds小於等於0時，loop.run_callback(waiter.switch)即是將當前greenlet的switch註冊到loop，使用waiter.get()切換到hub。那麼很明顯，

當切換到hub後當呼叫剛註冊的回撥（waiter.switch)回到剛剛sleep所在的greenlet。

不熟悉Waiter的童鞋可能對上面說的有點模糊，下面我們好好看看Waiter是什麼。

[python]  view plain  copy

1. >>> result = Waiter()  
2. >>> timer = get_hub().loop.timer(0.1)  
3. >>> timer.start(result.switch, 'hello from Waiter')  
4. >>> result.get() # blocks for 0.1 seconds  
5.     'hello from Waiter'  

timer.start(result.switch, 'hello from Waiter')我們向hub的主迴圈註冊一個0.1s的定時器，回撥為result.switch，然後將執行result.get()，此時過程程式碼如下：

[python]  view plain  copy

1. def get(self):  
2.             assert self.greenlet is None, 'This Waiter is already used by %r' % (self.greenlet, )  
3.             self.greenlet = getcurrent()  
4.             try:  
5.                 return self.hub.switch()  
6.             finally:  
7.                 self.greenlet = None  

將把self.greenlet設定為當前greenlet，然後通過self.hub.switch()切換到主迴圈，很明顯在主迴圈中將回調result.switch，看程式碼：

[python]  view plain  copy

1. def switch(self, value=None):  
2.             """Switch to the greenlet if one's available. Otherwise store the value."""  
3.             greenlet = self.greenlet  
4.             assert getcurrent() is self.hub, "Can only use Waiter.switch method from the Hub greenlet"  
5.             switch = greenlet.switch  
6.             try:  
7.                 switch(value)  
8.             except:  
9.                 self.hub.handle_error(switch, *sys.exc_info())  

拿到剛儲存的greenlet，然後切換到greenlet.switch（），返回到我們剛呼叫reuslt.get()方法。通過上面assert我們也可以看出這是在hub中呼叫的。

通過以上分析，小夥伴們肯定都懂了gevent的執行流程了。

這裡有個問題，如果上面先發生result.switch，那又該如何呢？就像下面這樣：

[python]  view plain  copy

1. >>> result = Waiter()  
2. >>> timer = get_hub().loop.timer(0.1)  
3. >>> timer.start(result.switch, 'hi from Waiter')  
4. >>> sleep(0.2)  
5. >>> result.get() # returns immediatelly without blocking  
6.     'hi from Waiter'  

我想聰明的你，開啟hub.py再看看原始碼肯定就明白了(上面Waiter程式碼是我特意簡化的)。

既然我們知道了gevent執行流程，下面我們看看gevent.spawn和join到底做了什麼？

gevent.spawn其實就是Greenlet.spawn，所以gevent.spawn就是建立一個greenlet，並將該greenlet的switch()加入hub主迴圈回撥。

[python]  view plain  copy

1. class Greenlet(greenlet):  
2.     """A light-weight cooperatively-scheduled execution unit."""  
3.   
4.     def __init__(self, run=None, *args, **kwargs):  
5.         hub = get_hub()  
6.         greenlet.__init__(self, parent=hub)  
7.         if run is not None:  
8.             self._run = run  
9.         self._start_event = None  
10.   
11.     def start(self):  
12.         """Schedule the greenlet to run in this loop iteration"""  
13.         if self._start_event is None:  
14.             self._start_event = self.parent.loop.run_callback(self.switch)  
15.  
16.     @classmethod  
17.     def spawn(cls, *args, **kwargs):  
18.         """Return a new :class:`Greenlet` object, scheduled to start. 
19.  
20.         The arguments are passed to :meth:`Greenlet.__init__`. 
21.         """  
22.         g = cls(*args, **kwargs)  
23.         g.start()  
24.         return g  

通過下面程式碼證明：

[python]  view plain  copy

1. import gevent  
2.   
3. def talk(msg):  
4.     print(msg)  
5.   
6. g1 = gevent.spawn(talk, 'bar')  
7. gevent.sleep(0)  

將輸出：bar，我們通過sleep切換到hub，然後hub將執行我們新增的回撥talk，一切正常。

此時不要沾沾自喜，如果下面程式碼也覺得一切正常再高興也不遲。

[python]  view plain  copy

1. import gevent  
2.   
3. def talk(msg):  
4.     print(msg)  
5.     gevent.sleep(0)  
6.     print msg  
7.   
8. g1 = gevent.spawn(talk, 'bar')  
9. gevent.sleep(0)  

這次還是輸出：bar，有點不對勁啊，應該輸出兩個bar才對，為什麼為導致這樣呢？

我們來好好分析流程：

1.gevent.spawn註冊回撥talk

2.然後最後一行gevent.sleep(0)註冊當前greenlet.switch(最外面的)到hub，然後切換到hub

3.hub執行回撥talk，列印"bar"，此時gevent.sleep再次將g1.switch註冊到hub，同時切換到hub

4.由於第2步最外層greenlet現註冊，所以將呼叫最外層greenlet，此時很明顯，程式將結束。因為最外層greenlet並不是hub的子greenlet，

所以died後並不會回到父greenlet,即hub

你可能會說那我自己手動切換到hub不就可以了嗎？這將導致主迴圈結束不了的問題。

[python]  view plain  copy

1. import gevent  
2.   
3. def talk(msg):  
4.     print(msg)  
5.     gevent.sleep(0)  
6.     print msg  
7.   
8. g1 = gevent.spawn(talk, 'bar')  
9. gevent.get_hub().switch()  

程式輸出：

[python]  view plain  copy

1. bar  
2. bar  
3. Traceback (most recent call last):  
4.   File "F:\py_cgi\geve.py", line 9, in <module>  
5.     gevent.get_hub().switch()  
6.   File "C:\Python26\lib\site-packages\gevent\hub.py", line 331, in switch  
7.     return greenlet.switch(self)  
8. gevent.hub.LoopExit: This operation would block forever  

雖然成功的輸出了兩次“bar"，但也導致了更為嚴重的問題。

這也就是join存在的價值，我們看看join是如何做到的？

[python]  view plain  copy

1. def join(self, timeout=None):  
2.     """Wait until the greenlet finishes or *timeout* expires. 
3.     Return ``None`` regardless. 
4.     """  
5.     if self.ready():  
6.         return  
7.     else:  
8.         switch = getcurrent().switch  
9.         self.rawlink(switch)  
10.         try:  
11.             t = Timeout.start_new(timeout)  
12.             try:  
13.                 result = self.parent.switch()  
14.                 assert result is self, 'Invalid switch into Greenlet.join(): %r' % (result, )  
15.             finally:  
16.                 t.cancel()  
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