协程的理解（一）

通过廖雪峰的Python3学习教程网站学习与整理以下内容。

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概念

协程，英文名：Coroutine

• 协程是单线程执行模式，因其执行切换是由代码自身控制，故有极高的执行效率。与多线程相比，协程数量越多，协程的性能优势就越明显。
• 不需要多线程的锁机制，不存在同时写变量的冲突。在协程中控制共享资源不加锁，只需要判断状态即可，故执行效率比多线程高很多。
• 因其是单线程模式，故采用 多进程+协程 的方式，充分利用CPU多核的计算处理能力，充分发挥其高效率。

协程执行流程：

协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此协程能保留上一次调用时的状态（即所有局部状态的一个特定组合），每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态，换种说法：进入上一次离开时所处逻辑流的位置。

实现方式

• python 对 协程的支持是通过 generator(生成器) 实现的
• 生成器Tips:
  • 可以使用 for 循环迭代
  • 可以使用 next() 迭代
  • 可以使用 send() 迭代
  • yield value 不但可以返回一个值，也可以接受调用者发出的参数（在下面的代码示例中中能充分说明）

代码示例及说明

def consumer():
    r = ''
    while True:
        # yield 返回 r, 并将 producer() 中 c.send(n)中的 n 赋值给 consumer中的 n
        n = yield r
        if not n:
            return
        print('[PRODUCER] Consuming %s...{}'.format(n))
        r = '200OK!'
        
def producer(m):
    m.send(None)
    n = 0
    while n < 5:
        n += 1
        print('[PRODUCER] Producing %s...{}'.format(n))
        # producer 通过 send() 将变量 n 作为参数传给 consumer 中 yidle 接收的参数,
        # 并且将 yield 的返回值 赋给 res
        res = m.send(n)
        print('[PRODUCER] Consumer Return %s...{}'.format(res))
        
if __name__ == '__main__':
    c = consumer()
    producer(c)

执行流程：

1. 执行脚本，首先执行 if _name_ == '_main_'中的代码块
2. 首先 produce() 函数执行c.send(None) ，启动生成器，consumer() 遇到 n = yield r ，此时 r = ''， yield 返回 空 并停止执行，进入等待
3. produce()进入while循环，q = 0 + 1 = 1，打印“[PRODUCER] Producing %s...1”
4. res = c.send(q) 。 将 1 传给consumer() ,此时 n = 1，if 判断条件为False。并且打印 [PRODUCER] Consuming %s...1。r 被重新赋值为 '200OK!' 。
5. 因为死循环，程序再次执行到 n = yield r ,程序停止运行，进入等待。
6. producer() 函数中第19 行 res 接收 上述 yield 返回的 r 变量，即'200OK!' 。
7. 打印：[PRODUCER] Consumer Return %s...200OK!
8. 接下来的从第 4 步开始循环执行。

以上部分可以发现，consumer 内部一直被中断，去执行 producer 中的程序。而不是 consumer 完全执行完。
这一点一定要吃透，否则无法理解 async 异步的流程。