对协程的一点理解

什么是协程

A coroutine is a function that can suspend its execution (yield) until the given YieldInstruction finishes.

也就是说，协程是一个函数，能够被挂起和被恢复。

协程不是被操做系统内核所管理，而彻底是由程序所控制（也就是在用户态执行）。这样带来的好处就是性能获得了很大的提高，不会像线程那样须要上下文切换来消耗资源，所以协程的开销远远小于线程的开销。

子程序

子程序，就是函数，在全部语言中都是层级调用，好比A调用B，B在执行过程当中又调用了C，C执行完毕返回，B执行完毕返回，最后是A执行完毕。

协程看上去也是子程序，但执行过程当中，在子程序内部可中断，而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，去执行其余子程序，不是函数调用，有点相似CPU的中断。好比子程序A、B：

def A():
    print '1'
    print '2'
    print '3'

def B():
    print 'x'
    print 'y'
    print 'z'

假设由协程执行，在执行A的过程当中，能够随时中断，去执行B，B也可能在执行过程当中中断再去执行A，结果多是：

1
2
x
y
3
z

可是在A中是没有调用B的，因此协程的调用比函数调用理解起来要难一些。

看起来A、B的执行有点像多线程，但协程的特色在因而一个线程执行，那

和多线程比，协程有何优点？

1. 切换开销小，执行效率高

由于子程序切换不是线程切换，而是由程序自身控制

2. 不须要多线程的锁机制

由于只有一个线程，也不存在同时写变量冲突，在协程中控制共享资源不加锁，只须要判断状态就行了

子程序与协程的差别：

协程能够经过yield（取其“让步”之义而非“出产”）来调用其它协程，接下来的每次协程被调用时，从协程上次yield返回的位置接着执行，经过yield方式转移执行权的协程之间不是调用者与被调用者的关系，而是彼此对称、平等的

1. 子程序能够调用其余子程序，调用者等待被调用者结束后继续执行，故而子程序的生命期遵循后进先出，即最后一个被调用的子例程最早结束返回。协程的生命期彻底由对它们的使用须要来决定。（也就是想怎么跳就怎么跳，不须要遵循函数调用那套规则）

2. 子程序的起始处是唯一的入口点，而协程能够有多个入口点，协程的起始处是第一个入口点，每一个yield返回出口点都是再次被调用执行时的入口点。

3. 子例程只在结束时一次性的返回所有结果值。协程能够在yield时不调用其余协程，而是每次返回一部分的结果值，这种协程常称为生成器或迭代器。

子例程是协程的特里，由于任何子例程均可以看做是不调用yield的协程

示例

这里是一个简单的例子证实协程的实用性。

传统的生产者-消费者模型是一个线程写消息，一个线程取消息，经过锁机制控制队列和等待，但一不当心就可能死锁。

若是改用协程，生产者生产消息后，直接经过yield跳转到消费者开始执行，待消费者执行完毕后，切换回生产者继续生产，效率极高：

var q := 新建队列

coroutine 生产者
    loop
        while q 不满载
            创建某些新产品
            向 q 增长这些产品 
        yield 给消费者

coroutine 消费者
    loop
        while q 不空载
            从 q 移除某些产品
            使用这些产品
        yield 给生产者

应用场景

根据今天查阅的资料来看，协程的应用场景主要在于 ：I/O 密集型任务。

当程序在执行 I/O 时操做时，时间片的算法并不知道，就分配了时间片给他，此时CPU 是空闲的，所以能够充分利用 CPU 的时间片来处理其余任务。

- 在单线程中，一个函数调用，通常是从函数的第一行代码开始执行，结束于 return 语句、异常或者函数执行（也能够认为是隐式地返回了 None ）。（至关于被阻塞了，CPU就被浪费了）

- 有了协程，咱们在函数的执行过程当中，若是遇到了耗时的 I/O 操做，函数能够临时让出控制权，让 CPU 执行其余函数，等 I/O 操做执行完毕之后再收回控制权。（至关于暂时跳过去）

参考连接

1. 维基百科-协程

2. 掘金-什么是协程

3. 知乎-协程的好处有哪些