Python 协程|极客教程

Python 协程

什么是协程

协程（Coroutine）是一种计算机程序组件，一种协作式的多任务处理程序，允许不同入口点在不同位置暂停和恢复执行。与线程相比，协程更轻量级，占用资源更少，并且能够在同一线程内实现并发。

在Python中，协程是由生成器函数实现的。生成器函数在执行时会保存当前状态，并在需要的时候回复执行，这种特性使得生成器函数可以被用来实现协程。

创建协程

在Python3.5版本引入了asyncio模块，通过async和await关键字可以定义异步函数和协程。下面是一个简单的协程示例：

import asyncio

async def my_coroutine():
    print("Coroutine started")
    await asyncio.sleep(2)
    print("Coroutine finished")

asyncio.run(my_coroutine())

在上面的代码中，my_coroutine函数前面加上async关键字，表示这是一个异步函数，可以在其中使用await关键字来等待异步操作的完成。asyncio.sleep(2)是一个异步的等待操作，让协程暂停执行2秒钟。

运行协程

要在Python中运行协程，需要使用asyncio.run()函数。在上面的示例中，我们通过asyncio.run(my_coroutine())来运行my_coroutine协程。

协程的并发

协程是轻量级的并发处理方式，在Python中可以使用asyncio模块来实现协程的并发执行。下面是一个简单的示例，同时运行多个协程：

import asyncio

async def my_coroutine(name, seconds):
    print(f"{name} started")
    await asyncio.sleep(seconds)
    print(f"{name} finished")

async def main():
    await asyncio.gather(
        my_coroutine("Coroutine 1", 2),
        my_coroutine("Coroutine 2", 1)
    )

asyncio.run(main())

在上面的示例中，asyncio.gather()函数可以并发执行多个协程。main()函数中同时运行了两个协程my_coroutine("Coroutine 1", 2)和my_coroutine("Coroutine 2", 1)，它们会在不同的时间结束。

协程的通信

协程之间可以通过队列、管道等方式进行通信。Python中的asyncio.Queue可以用于在协程之间传递数据。下面是一个简单的示例：

import asyncio

async def producer(queue):
    for i in range(5):
        await asyncio.sleep(1)
        await queue.put(i)
        print(f"Produced: {i}")

async def consumer(queue):
    while True:
        item = await queue.get()
        print(f"Consumed: {item}")
        queue.task_done()

async def main():
    queue = asyncio.Queue()
    producer_task = asyncio.create_task(producer(queue))
    consumer_task = asyncio.create_task(consumer(queue))

    await asyncio.gather(producer_task, consumer_task)

asyncio.run(main())

在上面的示例中，producer协程不断产生数据放入队列，consumer协程则不断消费队列中的数据。通过asyncio.Queue实现了两个协程之间的通信。

异步IO

协程常用于处理异步IO操作，比如网络请求、文件读写等场景。下面是一个使用协程进行异步网络请求的示例：

import asyncio
import aiohttp

async def fetch(url):
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(url) as response:
            return await response.text()

async def main():
    url = "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1"
    html = await fetch(url)
    print(html)

asyncio.run(main())

在上面的示例中，fetch协程使用aiohttp库进行异步网络请求，在main函数中等待网络请求的完成并输出。