2.12 生成器与协程,你分清了吗?

之前写的 并发编程 系列文章,是我迄今务止,得到的反馈最好的一个系列,也是因为它我才能认识这么多优秀的朋友。

但是可能由于知识诅咒的原因,我在协程那里并没有详细讲解生成器和协程的关系,不少人也因此还是懵懵懂懂的状态。

刚好前两天,有位读者朋友问我这个问题,我觉得有必要写一篇文章来讲解一下。

如果你是小白,刚接触这块知识的话,那么为你防止你更好的理解今天的内容,你最好预先下之前的写的入门级文章:从生成器使用入门协程(七)

最好的理解方式,莫过于用例子做个对比。

如你所见,下面这代码将定义一个生成器的。

import time

def eat():
    while True:
        if food:
            print("小明 吃完{}了".format(food))
        yield
        print("小明 要开始吃{}...".format(food))
        time.sleep(1)

food = None
MING = eat()     # 产生一个生成器
MING.send(None)  # 预激
food = "面包"
MING.send('面包')
MING.send('苹果')
MING.send('香肠')

运行一下,从结果中可以看出,不管我们塞给小明什么东西,小明都将只能将他们当成面包吃。

小明 要开始吃面包...
小明 吃完面包了
小明 要开始吃面包...
小明 吃完面包了
小明 要开始吃面包...
小明 吃完面包了

那再来看一下协程的。

import time

def eat():
    food = None
    while True:
        if food:
            print("小明 吃完{}了".format(food))
        food = yield
        print("小明 开始吃{}...".format(food))
        time.sleep(1)

MING = eat()      # 产生一个生成器
MING.send(None)   # 预激
MING.send('面包')
MING.send('苹果')
MING.send('香肠')

运行一下,从结果中可以看出,小明已经可以感知我们塞给他的是什么食物。

小明 开始吃面包...
小明 吃完面包了
小明 开始吃苹果...
小明 吃完苹果了
小明 开始吃香肠...
小明 吃完香肠了

仔细观察一下,上面两段代码并没有太大的区别,我们将主要关注点集中在 yidld 关键词上。

可以发现,生成器里 yield 左边并没有变量,而在协程里,yield 左边有一个变量。

在函数被调用后,一个生成器就产生了,而一般的生成器不能再往生成器内部传递参数了,而这个当生成器里的 yield 左边有变量时,就不一样了,它仍然可以在外部接收新的参数。这就是生成器与协程的最大区别。

协程的优点:

  • 线程属于系统级别调度,而协程是程序员级别的调度。使用协程避免了无意义的调度,减少了线程上下文切换的开销,由此可以提高性能。

  • 高并发+高扩展性+低成本:一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理。

  • 无需原子操作锁定及同步的开销

  • 方便切换控制流,简化编程模型

协程的缺点:

  (1)无法利用多核资源:协程的本质是个单线程,它不能同时将 单个CPU 的多个核用上,协程需要和进程配合才能运行在多CPU上.当然我们日常所编写的绝大部分应用都没有这个必要,除非是cpu密集型应用。

  (2)进行阻塞(Blocking)操作(如IO时)会阻塞掉整个程序

协程很类似于Javascript单线程下异步处理的概念,协程同样是单线程的,之所以能够进行并发是因为通过某种方式保存了执行栈的上下文,在一定条件下将执行权交由其他栈,在一定条件下又通过执行栈上下文恢复栈。


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