前言
听说协程挺火,大厂都在用。那得学一下。
什么是协程
协程,英文Coroutines,是一种比线程更加轻量级的存在。正如一个进程可以拥有多个线程一样,一个线程也可以拥有多个协程。
子程序,或者称为函数,在所有语言中都是层级调用,比如A调用B,B在执行过程中又调用了C,C执行完毕返回,B执行完毕返回,最后是A执行完毕。
所以子程序调用是通过栈实现的,一个线程就是执行一个子程序。
子程序调用总是一个入口,一次返回,调用顺序是明确的。而协程的调用和子程序不同。
协程看上去也是子程序,但执行过程中,在子程序内部可中断,然后转而执行别的子程序,在适当的时候再返回来接着执行。
注意,在一个子程序中中断,去执行其他子程序,不是函数调用,有点类似CPU的中断。比如子程序A、B:
def A(): print '1' print '2' print '3'
def B(): print 'x' print 'y' print 'z'
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
假设由协程执行,在执行A的过程中,可以随时中断,去执行B,B也可能在执行过程中中断再去执行A,结果可能是:
1 x 2 y 3 z
- 1
但是在A中是没有调用B的,所以协程的调用比函数调用理解起来要难一些。
相对于线程,协程的优势
最大的优势就是协程极高的执行效率。因为子程序切换不是线程切换,而是由程序自身控制,因此,没有线程切换的开销,和多线程比,线程数量越多,协程的性能优势就越明显。
第二大优势就是不需要多线程的锁机制,因为只有一个线程,也不存在同时写变量冲突,在协程中控制共享资源不加锁,只需要判断状态就好了,所以执行效率比多线程高很多。
因为协程是一个线程执行,那怎么利用多核CPU呢?最简单的方法是多进程+协程,既充分利用多核,又充分发挥协程的高效率,可获得极高的性能。
协程的应用
有哪些编程语言应用到了协程呢?我们举几个栗子:
Lua语言
Lua从5.0版本开始使用协程,通过扩展库coroutine来实现。
Python语言
正如刚才所写的代码示例,python可以通过 yield/send 的方式实现协程。在python 3.5以后,async/await 成为了更好的替代方案。
Go语言
Go语言对协程的实现非常强大而简洁,可以轻松创建成百上千个协程并发执行。
Java语言
Java语言并没有对协程的原生支持,但是某些开源框架模拟出了协程的功能。
C++语言
写这么一篇呢,我的意思很明确,我要学习协程这一块儿。
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