Python 之 gevent

bingfeng

发布于 2020-9-29 17:04

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简介

Python 脚本执行的时候不是很快，特别是 Python 下面的多线程机制，长久以来一直被大家所诟病。通常来说要让 Python 执行效率变高一般使用的方法包括：

将复杂的代码转由 C 等执行效率更高的语言完成
多进程并发执行
用多线程完成 IO 操作
使用 gevent 协程机制

本篇将简单介绍一下协程。

协程的基本原理

gevent 的基本原理来自于 libevent&libev。本质上 libevent 或者说 libev 都是一种事件驱动模型。这种模型对于提高 CPU 的运行效率，增强用户的并发访问非常有效。但是因为它本身是一种事件机制，所以写起来有点绕，不是很直观。所以，为了修正这个问题，有心人引入了用户侧上下文切换的机制。这就是说，如果代码中引入了带 IO 阻塞的代码时，lib 本身会自动完成上下文的切换，全程用户都是没有觉察的。这就是 gevent 的由来。
gevent 是一个第三方库，可以轻松通过 gevent 实现并发同步或异步编程。

使用

g = gevent.spawn(func,1,……,x=3,……)
创建一个协程对象 g ,spawn 括号内第一个参数是函数名，后面可以有多个参数（位置参数，关键字参数）。
g.join()  # 等待结束
g.value  # 拿到func的返回值。

实例1：

import gevent
 
 
def func1():
    print('func1 begin')
    gevent.sleep(3)
    print('func1 end')
 
 
def func2():
    print('func2 begin')
    gevent.sleep(2)
    print('func2 end')
 
 
def func3():
    print('func3 begin')
    gevent.sleep(2)
    print('func3 end')
 
 
g1 = gevent.spawn(func1)
g2 = gevent.spawn(func2)
g3 = gevent.spawn(func3)
 
gevent.joinall([g1, g2, g3])

分类

框架语言

标签

python

已于2020-9-29 17:04:07修改

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bingfeng

上面的例子中 gevent.sleep(2) 是模拟 gevent 中可以识别的 IO 阻塞，遇到IO阻塞时会自动切换任务。

延时操作

而 time.sleep() 或其它的阻塞，gevent 是不能直接识别的，需要下面一行代码，打补丁识别。

 from gevent import monkey;mokey.patch_all()

这一行代码必需放在打补丁者的最前面。

2020-9-29 17:05:24

bingfeng

实例2：

from gevent import monkey, spawn;monkey.patch_all()
import time
 
 
def func1():
    print('func1 begin')
    time.sleep(3)
    print('func1 end')
 
 
def func2():
    print('func2 begin')
    time.sleep(2)
    print('func2 end')
 
 
def func3():
    print('func3 begin')
    time.sleep(2)
    print('func3 end')
 
 
g1 = spawn(func1)
g2 = spawn(func2)
g3 = spawn(func3)
 
g1.join()
g2.join()
g3.join()

2020-9-29 17:05:56

bingfeng

锁操作

虽然是协程，但是在里面添加锁增加对共享资源的互斥访问也是非常重要的，此外锁本身的添加也是很简单的。

import gevent
from gevent.lock import Semaphore
import time
 
sem = Semaphore(1)
 
 
def f1():
    for i in range(5):
        sem.acquire()
        print('this is ' + str(i))
        time.sleep(2)
        sem.release()
 
 
def f2():
    for i in range(5):
        sem.acquire()
        print('that is ' + str(i))
        sem.release()
 
 
if __name__ == '__main__':
    t1 = gevent.spawn(f1)
    t2 = gevent.spawn(f2)
    gevent.joinall([t1, t2])

使用锁可以防止其中之间的互斥访问。

2020-9-29 17:06:55

bingfeng

案例

如何通过 gevent 来实现一个单线程下的socket并发？

服务端：

from gevent import monkey; monkey.patch_all()
from socket import *
import gevent
 
 
def server(server_ip, port):
    s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    s.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
    s.bind((server_ip, port))
    s.listen(5)
    while True:
        conn, addr = s.accept()
        gevent.spawn(talk, conn, addr)
 
 
def talk(conn, addr):
    try:
        while True:
            res = conn.recv(1024)
            print('Client %s: %s   msg: %s' % (addr[0], addr[1], res))
            conn.send(res.upper())
    except Exception as e:
        print(e)
    finally:
        conn.close()
 
 
if __name__ == '__main__':
    server('127.0.0.1', 8080)

客户端：

from threading import Thread
from socket import *
import threading
 
 
def client(server_ip, port):
    c = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
    c.connect((server_ip, port))
 
    count = 0
    while True:
        c.send(('%s say hello %s' % (threading.current_thread().getName(), count)).encode('utf-8'))
        msg = c.recv(1024)
        print(msg.decode('utf-8'))
        count += 1
 
 
if __name__ == '__main__':
    for i in range(100):
        t = Thread(target=client, args=('127.0.0.1', 8080))
        t.start()

再此给出程序源码