一文了解Python协程本质

关于Python协程我觉得当你学到一定程度的时候一定要懂，比如你在对代码进行优化或者提升速度时，就不得不使用异步编程，加上现在有很多的优秀第三方库都可以实现异步编程，从而让我们不得不为此深入学习一番。

本人也是最近开始学习这个概念，本次分享我们就来简单聊聊Python协程的概念和最基本的语法。

什么是协程

我们先来看看协程的概念。

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。

概念是不是很不好理解，没关系，我们引入一个小学就学过的数学思考题。小明早上起床需要刷牙和烧水，刷牙需要5分钟，烧水需要8分钟，问小明总共需要几分钟完成这两件事情。

答案是8分钟，这你应该是知道的吧。其实这就是协程，现在我再来解释下，刷牙是一个函数，烧水时一个函数，那协程就是通过一个线程实现代码块相互切换执行。

Python实现协程

我们首先来看看不用协程怎么来写。

import time


def brush_teeth():
    print('开始刷牙')
    time.sleep(5)
    print('刷牙完成')


def boil_water():
    print('开始烧水')
    time.sleep(8)
    print('烧水完成')


def main():
    start = time.time()
    brush_teeth()
    boil_water()
    end = time.time()
    print('花费时间{}s'.format(end-start))


main()

开始刷牙
刷牙完成
开始烧水
烧水完成
花费时间13.01053786277771s

看到没，需要13s，那我们来看看协程怎么写。

import asyncio
import time


async def brush_teeth():
    print('开始刷牙')
    await asyncio.sleep(5)
    print('刷牙完成')


async def boil_water():
    print('开始烧水')
    await asyncio.sleep(8)
    print('烧水完成')


async def main():
    start = time.time()
    tasks = [
        asyncio.create_task(boil_water()),
        asyncio.create_task(brush_teeth())
    ]
    await asyncio.wait(tasks)
    end = time.time()
    print('花费时间{}s'.format(end-start))


asyncio.run(main())

开始烧水
开始刷牙
刷牙完成
烧水完成
花费时间8.004523992538452s

用了协程后，程序就只需要8s了。所以协程很有用，协程一般应用在有IO操作的程序中，因为协程可以利用IO等待的时间去执行一些其他的代码，从而提升代码执行效率。

代码解释

最好，我们来解释一下代码。

1、asyncio.run(main())，进入main函数，事件循环开始。

这里有必要解释一下事件循环，事件循环可以看做成while循环，一直循环着任务，当任务完成时，才会终止循环。

2、tasks列表里面就创建了两个任务，这两个任务就进入到了事件循环，准备执行。

这里创建的任务就是协程对象，当用async关键字定义的函数就是协程函数，调用这个函数，返回的就是协程对象。

3、await asyncio.wait(tasks)就会进入任务中，首先进入烧水任务，遇到IO（这里是睡眠），就跳入到另外一个一个任务（刷牙），然后又遇到IO，这里没有其他任务了，所以等待完成刷牙任务，就跳入到烧水任务，完成后，整个事件循环就结束了。

awit关键词就是等待的意思，后面接的是IO等待。

今天的分享就到这了，我们下期再见~